La Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP26) reafirmó el pasado noviembre de 2021 el compromiso de acelerar la acción sobre el clima mediante la reducción de las emisiones globales de dióxido de carbono (CO2) en un 45% para 2030 en relación con el nivel de 2010 y lograr cero emissiones a mediados de siglo. Tal desafío exige considerar las lecciones aprendidas y esperar importantes avances científicos. En tal contexto, el uso de CO2 como materia prima y su conversión en un producto sostenible es una alternativa atractiva para acelerar la descarbonización de la economía, impulsando el desarrollo de Tecnologías de Captura y Utilización de Carbono (CCU). Las tecnologías CCU tienen la ventaja significativa de reciclar CO2 en productos para su uso en las industrias química y alimentaria, o productos para producir fertilizantes, plásticos, materiales estructurales, combustibles o productos químicos al tiempo que reducen la dependencia de los recursos de combustibles fósiles. La síntesis de productos a partir de CO2 puede adoptar diversas formas, incluyendo procesos físicos, químicos, electroquímicos, termocatalíticos o biológicos. La mayor disponibilidad de energía eléctrica renovable de bajo costo hace que la reducción electroquímica de CO2 sea la ruta más sostenible. Los electrolizadores para la reducción de CO2 se están acercando a la comercialización, pero persisten desafíos como la baja selectividad del producto, los altos sobrepotenciales y la necesidad de catalizadores caros y estables y altas temperaturas. Como alternativa aparece la bioconversión de CO2. PANGEA propone sistemas bioelectroquímicos (BES) para la bioelectroconversión de CO2 en productos sostenibles. Las actividades están en línea con el enfoque de las CCU y las acciones para implementar nuevos usos de las fuentes de energía renovables (especialmente sus excedentes). Todavía hay desafíos técnicos que abordar antes de lanzar sistemas bioelectroquímicos al mercado: (i) coste no competitivo (CAPEX y OPEX), (ii) falta de estudios de escalado de la tecnología, (iii) bajas tasas de producción y selectividad del proceso y, iv) falta de intentos utilizando gases de combustión industriales que contienen CO2. PANGEA apunta a ser un equilibrio entre innovación y madurez, apuntando a un producto versátil y rentable y requiriendo un compromiso entre la innovación de procesos (diseño de procesos y catalizadores novedosos para mejorar las condiciones operativas). El conocimiento y los recursos obtenidos en proyectos anteriores en el grupo de investigación se han convertido en un terreno fértil para PANGEA. PANGEA es cómo los científicos han nombrado un supercontinente que se supone que incluye toda la tierra sobre el nivel del mar que existía hace 200-250 millones de años.
En nuestra mente, PANGEA apunta a fusionar un continente de conocimiento con un objetivo claro: alcanzar un nivel de producción umbral para elevar las tecnologías BES a alternativas sostenibles a la producción química basada en fósiles y contribuir a la descarbonización de la economía. PANGEA se centrará en el etanol (o mezclas de etanol: acetato) como producto de demostración. El establecimiento de estudios de prueba de concepto sobre el uso de nuevos materiales con alto potencial (membranas electroconductoras) y sobre la producción de nuevos productos (carboxilatos de cadena impar como el valerato) también se tratará en PANGEA.
Investigadores principales: Dr. Sebastià Puig y Dr. Jesús Colprim
