Un catalizador innovador recicla CO2 y fortalece la economía circular en industria química y textil
Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMS), un centro que une el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Sevilla, han creado un catalizador innovador que transforma el dióxido de carbono (CO2), uno de los principales gases del cambio climático, en monóxido de carbono (CO), un compuesto vital para la industria química y textil.
Según la Universidad de Sevilla, este nuevo catalizador, denominado PtCuK@ y compuesto por cobre, potasio, platino y titanio, "contribuye al objetivo de desarrollar tecnologías más eficientes para el reciclaje de CO2, necesarias para avanzar hacia una economía circular baja en carbono".
Los resultados, publicados en la revista Materials Horizons, muestran que el catalizador mejora la sostenibilidad al prolongar su vida útil cuando se emplea en los reactores industriales.
Además, la fórmula "permite procesar mucha más cantidad de CO2 con una menor cantidad de catalizador, convirtiéndolo en CO de forma más selectiva y evitando su conversión en metano, una de las sustancias resultantes en la mayoría de catalizadores actuales debido al uso de bajas temperaturas", según explicaron los expertos.
Rubén Blay-Roger, investigador de la Universidad de Sevilla y primer autor del estudio, destacó que "se ha conseguido requerir de temperaturas más bajas para transformar el CO2, consumiendo menor cantidad de energía y abaratando los costes".
El monóxido de carbono producido tiene dos destinos principales: su almacenaje para su uso en otros sectores o su reciclaje directo en la industria que lo genera.
En el primer caso, el CO puede emplearse en el tratamiento de aceros, electrónica, diseño farmacéutico y producción de metanol, hidrocarburos, fármacos y polímeros. En el segundo, la reacción de combustión que facilita la conversión a CO puede unirse a otra reacción en otro reactor para generar combustibles o compuestos aromáticos.
Optimización del catalizador y su rendimiento
El equipo del ICMS, a diferencia de métodos convencionales que solo evalúan el resultado final, analizó detalladamente qué ocurre en la superficie del catalizador durante su uso. Así detectaron la formación de compuestos como acroleína y especies carbonilo que generan depósitos de carbono que dañan el material.
Con esta información, ajustaron la composición y añadieron una cantidad muy baja de platino, lo que "redujo notablemente la formación de depósitos, abarató los costes del catalizador final y mejoró la estabilidad a largo plazo".
Gracias a estos ajustes, los procesos industriales mejoran, logrando mayor estabilidad en los catalizadores, una característica clave para la industria, puesto que reiniciar un reactor para cambiar material implica elevados costes y un impacto ambiental relevante.
Esta nueva tecnología amplía la vida útil con un rendimiento superior a 60 horas y ciclos de regeneración simples, capaces de soportar ocho alternancias entre reacción y regeneración en hidrógeno.
La investigación, realizada junto con la Universidad de California Santa Cruz y la Universidad Forestal de Beijing, estudió catalizadores hechos de cobre cubierto con óxido de titanio y potasio como promotor. Se usaron pruebas espectroscópicas para verificar que la estructura electrónica se mantuviera durante el proceso catalítico.
El catalizador mejorado con platino alcanzó una conversión máxima del 35,7%, frente al 19,6% del material sin platino, manteniendo una selectividad completa hacia el CO en las condiciones evaluadas.
Aplicaciones industriales y sostenibilidad
Estos niveles superan las expectativas y permiten usar menos cantidad de catalizador para convertir mayor cantidad de CO2.
El proyecto fue financiado públicamente por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España a través del proyecto SMART FTS, junto a la Junta de Andalucía mediante Emergia 2021, y con la colaboración del Centro de Investigación, Tecnología e Innovación de la Universidad de Sevilla (Citius).
El artículo de referencia es Rubén Blay Roger et al; Spectroscopy-guided optimization of copper-based catalysts for low-temperature CO2 recycling to CO; Mater. Horiz., 2026, 13, 3406-3418
