Un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge ha diseñado un reactor alimentado por energía solar que transforma residuos plásticos difíciles de reciclar, como botellas, textiles de nailon y espumas de poliuretano, en hidrógeno verde y productos químicos de alto valor. Para lograrlo, utilizan ácido recuperado de baterías usadas de automóviles, que normalmente se desecha tras su vida útil. El proceso, denominado fotoreformado ácido alimentado por energía solar, rompe las cadenas poliméricas del plástico mediante el ácido residual y, posteriormente, bajo exposición a luz solar, el fotocatalizador convierte los intermediarios en hidrógeno y ácido acético.
Este método propone una alternativa más económica y sostenible frente a los tradicionales procesos de reciclaje químico, favoreciendo la valorización de residuos mediante un enfoque circular. Según los investigadores, Erwin Reisner y Kay Kwarteng, el descubrimiento fue parcialmente accidental, ya que inicialmente se consideró que el ácido dañaría los sistemas solares, pero el fotocatalizador desarrollado demostró resistencia a su corrosividad, abriendo nuevas posibilidades químicas. El sistema no pretende resolver por sí solo el problema global de los plásticos, pero demuestra cómo el desperdicio puede diventare recurso cuando se combina luz solar y materiales descartados como el ácido de batería.
El fotoreformado aplicado a residuos
El fotoreformado es un proceso químico que utiliza energía luminosa, generalmente ultravioleta o visible, para impulsar reacciones de oxidación en la superficie de un fotocatalizador. En este caso, el material catalizador absorbe fotones de la luz solar, generando pares electrón-hueco que promueven la ruptura de enlaces en las moléculas de plástico en presencia de ácido. A diferencia del fotocatalizador estándar, que suele requerir condiciones neutras o básicas, el fotoreformado ácido está diseñado para operar en medios altamente corrosivos, lo que lo hace especialmente adecuado para aprovechar residuos ácidos como los de baterías de plomo-ácido. Este enfoque amplía el rango de aplicación de la fotocatálisis a flujos de residuos previamente considerados incompatibles con tecnologías solares debido a su agresividad química.
La producción global de plástico supera los 400 millones de toneladas al año. El problema es que sólo el 18% llega a reciclarse. En España, según los últimos datos de la Fundación Biodiversidad perteneciente a MITECO sólo se recicla el 9% de los residuos recogidos. El resto suele quemarse, depositarse en vertederos y, lo que es más peligroso, se filtra en ecosistemas. Por ello, los investigadores actúan sobre este problema con su método, al que llaman fotoreformado ácido alimentado por energía solar y que podría contribuir a solucionar la situación del reciclaje de plástico.
Los investigadores diseñaron un fotocatalizador lo suficientemente robusto como para soportar los efectos altamente corrosivos del ácido, aprovechando de forma productiva el ácido que se encuentra en las baterías usadas de los coches, que normalmente se neutraliza y desecha. En primer lugar, el método trata los plásticos desechados con el ácido residual de las baterías, rompiendo largas cadenas poliméricasen bloques químicos con el etilenglicol. Posteriormente, el fotocatalizador lo convierte en hidrógeno y ácido acético al ser expuesto a la energía solar.
Declaraciones de los investigadores
El profesor Erwin Reisner del Departamento de Química Yusuf Hamied de Cambridge, dijo: «El descubrimiento fue casi accidental.Antes pensábamos que el ácido estaba completamente prohibido en estos sistemas solares, porque simplemente disolvía todo. Pero no ocurrió esto en nuestro catalizador, abriéndose un nuevo mundo de reacciones». POr otro lado, afirmó: «No prometemos solucionar el problema global de los plásticos. Pero esto muestra cómo el desperdicio puede convertirse en un recurso. El hecho de que podamos crear valor a partir de residuos plásticos utilizando la luz solar y el ácido de batería desechado hace que este proceso sea realmente prometedor.»
Por su parte, Kay Kwarteng, autora principal del proyecto, explica: «Los ácidos se han utilizado durante mucho tiempo para descomponer plásticos, pero nunca tuvimos un fotocatalizador barato y escalable que pudiera resistirlos. Una vez que resolvimos ese problema, las ventajas de este tipo de sistema se hicieron evidentes.»
