La concentració de diòxid de carboni a l’atmosfera, causada en gran part per les emissions d’origen humà, han convertit l’escalfament global i el canvi climàtic en un dels principals -si no el principal- repte a què s’enfronta la humanitat a mitjà i llarg termini. Així doncs, la reducció d’aquestes emissions i, fins i tot, la retirada del CO2 de l’atmosfera s’han convertit en prioritats tant en el camp de la ciència com també en l’economia i la política. Una de les idees en què s’ha treballat més durant els darrers anys és l’ús d’aquest gas d’efecte hivernacle com a matèria primera que pot ser reciclada i convertida en altres substàncies que, al seu torn, poden ser reutilitzades, principalment com a combustibles que reduirien la nostra dependència dels hidrocarburs d’origen fòssil. D’entre totes les opcions explorades en aquest sentit, una d’elles és l’ús del CO2 com a font de carboni que, en reacció amb l’hidrogen, produeixi metà, età, etanol i metanol, tot ells compostos químics que tenen una enorme varietat d’aplicacions. Si es pogués aconseguir produir-lo d’una manera eficient, s’obriria una porta molt important a la reducció d’emissions i al canvi a un consum energètic més net i sostenible, especialment si es combinés, per exemple, amb sistemes que retiressin directament el diòxid de carboni del fum de les xemeneies industrials i el reciclessin.
Diversos equips de científics han treballat en la conversió del CO2 en metanol -quatre parts hidrogen, una d’oxigen i una de carboni- fent servir diversos catalitzadors per accelerar la reacció química necessària. Un d’ells, on participen científics de la Universitat Dalian de Tecnologia (Xina) i la Universitat Penn State (Estats Units), ha treballat durant anys per desenvolupar-ne un format de pal·ladi i coure i, recentment, ha publicat els resultats de la seva recerca a la revista ‘ACS Catalysis’. La combinació dels dos elements produeix un catalitzador que és tres cops més eficient que el pal·ladi i quatre cops més que el coure, fent que l’energia necessària per la reacció sigui menor i produeixi més metanol que les alternatives existents fins ara. Per crear el metanol, l’hidrogen el diòxid de carboni són bombejats en una cambra segellada que conté el catalitzador i que s’escalfa a una temperatura d’aproximadament 200ºC fent servir energies renovables. El percentatge màxim de conversió de CO2 en metanol és d’un 24%, però la resta pot ser reutilitzat fins que s’esgoti.
En la recerca de nous catalitzadors que permetin fer més eficients aquests processos, un altre dels camps d’estudi més prometedors són els fotocatalitzadors, que només necessiten la llum del sol per posar en marxa la reacció química. Un dels resultats més prometedors l’ha obtingut fa poc un equip del Departament de Ciència Energètica i Enginyeria de l’Instutit de Ciència i Tecnologia Daegu Gyeongbuk (Corea del Sud). Tal i com expliquen a l’article que han publicat a la revista ‘Energy and Environmental Science’, l’equip fa servir diòxid de titani cobert de grafè com a catalitzador per convertir el diòxid de carboni en metà o età, amb resultats molt positius. En el cas del metà, la taxa de conversió és un 5,2% superior als fotocatalitzadors de diòxid de titani emprats fins ara; en el de l’età, un 2,7% superior, arribant a l’eficiència més alta que s’ha aconseguit mai en aquestes condicions.
Els materials desenvolupats per aquests dos equips de científica tenen el potencial de ser aplicats en moltes àrees i per produir un nombre considerable de productes amb un gran valor no només industrial sinó també ecològic. La creació de combustibles i productes químics a partir del diòxid de carboni és un dels ‘Sants Graals’ de la lluita contra el canvi climàtic perquè, a nivell d’eficiència i d’emissions, són encara millors que els renovables i els que no emeten gasos d’efecte hivernacle. Aquests processos converteixen aquests gasos en combustibles que tornen a emetre CO2 quan es cremen i que, per tant, pot tornar a ser capturat per reiniciar el procés de reciclatge. En aquest sentit, obre la porta a la reutilització pràcticament infinita del diòxid de carboni com a alternativa o complement a la reducció d’emissions. El panorama energètic actual té una gran dependència dels combustibles basats en el carboni que, actualment, són majoritàriament fòssils. Fins i tot els combustibles renovables com la biomassa, el biogas, etc estan basats en el carboni. Per tant, el reciclatge del CO2 de l’atmosfera podria crear un cicle energètic basat en el carboni però sostenible i contribuir a l’estabilització de la presència d’aquest gas, el principal causant de l’escalfament global.
1 
