Reactor de óxido de cerio para producir combustibles mediante energía solar

La energía solar ha sido durante mucho tiempo considerada como la solución para los problemas energéticos de la humanidad, pero aunque es abundante y gratis, no puede ser embotellada y transportada desde los lugares soleados a los de su escasa presencia, que suelen ser además donde existe mayor necesidad de energía. El proceso desarrollado por Sossina Haile, ingeniera química y experta en ciencias de los materiales, del Instituto Tecnológico de California (Caltech), y sus colegas, podrían hacer esto posible.

El equipo de investigación ha diseñado y construido un prototipo de reactor de aproximadamente medio metro de altura que tiene una ventana de cuarzo y una cavidad que absorbe la luz solar concentrada.

En el corazón del reactor está un cilindro recubierto con óxido de cerio. El reactor aprovecha la capacidad del óxido de cerio para "exhalar" oxígeno a temperaturas muy altas y para "inhalarlo" a temperaturas más bajas.

El proceso permite producir monóxido de carbono (CO) y/o hidrógeno gaseoso (específicamente H2). El H2 puede ser usado para alimentar a células de combustible de hidrógeno. El CO y el H2 se pueden utilizar juntos para crear gas sintético, que es un precursor de combustibles líquidos de hidrocarburos. Si se agregan otros catalizadores a la mezcla de gases, es posible producir metano. Cuando el óxido de cerio está oxigenado a plena capacidad, se le puede calentar de nuevo, y el ciclo puede comenzar otra vez.

El proceso podría usarse en instalaciones de gran envergadura, como por ejemplo centrales eléctricas, permitiendo que la energía solar se pudiera almacenar y estar así disponible no sólo de día sino también durante la noche.

El CO2 emitido por las centrales eléctricas alimentadas con carbón podría ser reconvertido en combustibles para el transporte. Eso permitiría usar de manera indirecta energía solar en lugares poco o nada soleados.

Otra alternativa sería utilizar el reactor en un ciclo con nivel cero de emisiones de CO2: El agua y el CO2 serían convertidos en metano, con el que abastecer a las centrales productoras de electricidad que generarían más CO2 y agua, ayudando así a mantener el proceso en marcha.