"Nuestro método supera la fotosíntesis natural con un 98.6% de eficiencia en producción de oxígeno, abriendo posibilidades desde Marte hasta la industria terrestre" — Dr. Ping He, Universidad de Nanjing, en Angewandte Chemie (2025)
Por: José Daniel Figuera
Un equipo científico chino ha desarrollado un proceso electroquímico revolucionario que divide directamente el CO₂ en carbono y oxígeno, con aplicaciones que van desde la mitigación del cambio climático hasta la exploración espacial. Publicado en Angewandte Chemie International Edition (marzo 2025), este avance liderado por los doctores Ping He y Haoshen Zhou de la Universidad de Nanjing - en colaboración con investigadores de la Universidad Fudan - logra lo que la naturaleza no puede: una verdadera escisión del CO₂ en condiciones moderadas, sin requerir las altas presiones y temperaturas de métodos anteriores.
El mecanismo: litio como mediador
El dispositivo diseñado consta de un cátodo de gas con nanocatalizador de rutenio-cobalto (RuCo) y un ánodo de litio metálico. "A diferencia de la fotosíntesis vegetal donde el oxígeno proviene del agua, nuestro sistema divide directamente las moléculas de CO₂ mediante reducción electroquímica en dos etapas", explica el Dr. Zhou. Primero se forma carbonato de litio (Li₂CO₃), que luego reacciona para producir óxido de litio (Li₂O) y carbono elemental. Finalmente, el Li₂O se oxida electrocatalíticamente generando iones de litio y oxígeno gaseoso (O₂).
Eficiencia sin precedentes
El catalizador RuCo optimizado alcanza un rendimiento del 98.6% en producción de O₂, superando ampliamente el 1% de eficiencia promedio de la fotosíntesis natural. "Hemos probado el sistema con gases mixtos, incluyendo simulaciones de gases de combustión e incluso una atmósfera marciana con solo 1% de CO₂", detalla Wei Li, coautor del estudio. Esto resuelve un desafío clave para misiones espaciales: la atmósfera de Marte contiene 96% CO₂ pero a menos del 1% de la presión terrestre.
El estudio demuestra que el proceso funciona igualmente en entornos acuáticos, abriendo aplicaciones para suministro de oxígeno en submarinos o hábitats submarinos. "Es como tener un árbol artificial ultraeficiente que funciona bajo el agua o en el espacio", compara el Dr. Yang Sixie, otro miembro del equipo.
Implicaciones planetarias
Según los cálculos del equipo, si la energía requerida proviene de fuentes renovables, este método podría convertirse en una herramienta clave para alcanzar la neutralidad de carbono. "Cada tonelada de CO₂ procesada produce 0.73 toneladas de oxígeno puro y 0.27 toneladas de carbono sólido utilizable industrialmente", señala el estudio. Para contextos espaciales, la NASA ya ha expresado interés: "Esta tecnología podría revolucionar los sistemas de soporte vital en Marte", comentó el Dr. Michael Hecht del MIT, investigador principal del instrumento MOXIE en el rover Perseverance.
Las aplicaciones terrestres son igualmente prometedoras: desde máscaras respiratorias autónomas hasta purificación de aire en interiores y tratamiento de gases industriales. "Imagine edificios que limpian su propio aire convirtiendo el CO₂ exhalado en oxígeno respirable", sugiere el Dr. Zhou.
El equipo ahora trabaja en escalar el prototipo y reducir costos. "El litio es abundante, pero necesitamos optimizar el diseño para uso continuo", admite el Dr. He. Su meta es tener un sistema piloto funcionando para 2028, coincidiendo con las primeras misiones tripuladas a Marte.
Fuente:
Wei Li, Xiaowei Mu, Sixie Yang, Di Wang, Yonggang Wang, Haoshen Zhou, Ping He. Artificial Carbon Neutrality Through Aprotic CO2 Splitting. Angewandte Chemie International Edition, 2025; DOI: 10.1002/anie.202422888
