Investigadores de la Universidad de Cambridge han creado un reactor solar que convierte residuos plásticos y ácido de baterías de coches en hidrógeno limpio, ofreciendo una alternativa sostenible al reciclaje convencional.
Investigadores de la Universidad de Cambridge han desarrollado un reactor impulsado por energía solar que transforma plásticos difíciles de reciclar, como botellas de bebidas, textiles de nailon y espumas de poliuretano, utilizando ácido recuperado de baterías de automóviles. Este proceso convierte los residuos en hidrógeno limpio y productos químicos industriales valiosos.
El nuevo método, conocido como *fotoreformado ácido impulsado por energía solar*, se presenta como una alternativa más económica y sostenible a los métodos actuales basados en procesos químicos. Según el equipo, esta innovación podría establecer un sistema circular donde un tipo de residuo resuelve otro. Los detalles de este avance se publican en la revista Joule.
A nivel mundial, la producción de plástico supera las 400 millones de toneladas anuales; sin embargo, solo el 18% se recicla. El resto termina quemándose, en vertederos o contaminando ecosistemas. Los investigadores afirman que su método podría contribuir significativamente a abordar esta crisis del plástico.
Para llevar a cabo este proceso, los científicos han diseñado un fotocatalizador que puede resistir los efectos corrosivos del ácido, mientras aprovecha el ácido presente en las baterías usadas, que normalmente es neutralizado y desechado.
“El descubrimiento fue casi accidental”, comenta el profesor Erwin Reisner, quien lidera la investigación. “Solíamos pensar que el ácido era completamente incompatible con estos sistemas solares porque disolvería todo. Pero nuestro catalizador no lo hizo, y de repente se abrió un nuevo mundo de reacciones”.
El método ideado por Kay Kwarteng, candidato a doctorado en el grupo de investigación de Reisner, comienza tratando plásticos residuales con el ácido recuperado de las baterías. Este procedimiento descompone las largas cadenas poliméricas en bloques químicos como el etilenglicol, que luego son convertidos en hidrógeno y ácido acético (el ingrediente principal del vinagre) al ser expuestos a la luz solar.
Las pruebas realizadas en laboratorio muestran que el reactor genera altos rendimientos de hidrógeno y produce ácido acético con una selectividad notable. Además, ha funcionado durante más de 260 horas sin pérdida de rendimiento.
Este enfoque es efectivo para múltiples tipos de residuos plásticos, incluyendo aquellos difíciles de reciclar como el nailon y el poliuretano, representando un avance real frente a las tecnologías actuales que no abarcan plásticos más allá del PET.
No solo se utiliza ácido nuevo para este proceso; también se puede emplear el ácido recuperado de las baterías automotrices. Estas baterías contienen entre un 20% y un 40% de ácido por volumen y son reemplazadas anualmente en grandes cantidades a nivel mundial. Mientras que el plomo extraído suele ser revendible, el ácido genera residuos adicionales tras su neutralización segura.
Kwarteng señala: “Es un recurso sin explotar. Si podemos recolectar el ácido antes de que sea neutralizado, podemos reutilizarlo continuamente para descomponer plásticos: es una verdadera solución ganar-ganar”.
Los investigadores sugieren que su método podría reducir significativamente los costos en comparación con otros enfoques fotoreformados debido a que el uso del ácido permite aumentar las tasas de producción de hidrógeno y puede ser reutilizado en lugar de consumirse o desperdiciarse.
A pesar de los desafíos pendientes —como garantizar que los reactores puedan soportar condiciones corrosivas— la química fundamental es sólida. “Estos ácidos ya se manejan con seguridad en la industria”, afirma Kwarteng. “La pregunta ahora es ingeniería: ¿cómo construimos reactores que puedan funcionar continuamente y manejar residuos reales?”
Aunque esta nueva técnica no pretende sustituir al reciclaje convencional, podría complementarlo al procesar plásticos contaminados o mezclados que actualmente no tienen una ruta viable para su reutilización.
"No prometemos resolver el problema global del plástico", concluye Reisner. "Pero esto demuestra cómo los residuos pueden convertirse en recursos. El hecho de poder crear valor a partir del desecho plástico utilizando luz solar y ácido descartado hace que este proceso sea realmente prometedor".
El equipo planea comercializar este proceso con apoyo de Cambridge Enterprise, la rama innovadora de la universidad, así como mediante una cuenta aceleradora del impacto del UKRI. La investigación recibió respaldo parcial del Cambridge Trust, la Royal Academy of Engineering, el Leverhulme Trust, el Isaac Newton Trust, y el Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), parte del UK Research and Innovation (UKRI).