Espaldarazo europeo al investigador asturiano Pelayo García de Arquer

García de Arquer está al frente del grupo de "Mitigación de CO2 acelerada por fotones" en ICFO. La financiación conseguida ahora es para llevar a cabo el proyecto "Nanoscale Advance of CO2 Electroreduction (Nascent)", que "busca avanzar en el entendimiento de las interfaces electroquímicas utilizando una combinación novedosa de espectroscopias operando; y, utilizando esta información, programar dichas interfaces utilizando materiales diseñados atómicamente, con el objetivo de acercar la electrorreducción de CO2 a su viabilidad".

"En gran medida", explica, "todavía estamos diseñando estos catalizadores en la oscuridad. Nuestro objetivo es arrojar luz sobre este proceso, proporcionando la primera imagen completa de la interfaz donde el CO2 se transforma en condiciones similares a las que ocurriría en un proceso industrial. Esto es crucial para permitir un diseño informado del catalizador, con el objetivo final de mejorar el rendimiento de esta tecnología de descarbonización".

"Exploramos el uso de fotones para arrojar luz sobre el proceso de captura y conversión de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono, ayudando a comprender los diversos mecanismos involucrados", añade.

Subraya que "se necesitan acciones urgentes para revertir las emisiones de carbono y el calentamiento global. Una estrategia para ello se base en la captura y conversión de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono (CO2). Utilizando electricidad renovable, agua y un catalizador, el CO2 puede reciclarse en materiales útiles, como combustibles o precursores químicos ampliamente utilizados".

Este proceso "implica romper las moléculas de agua y CO2 y ensamblar los componentes básicos resultantes en el producto deseado (por ejemplo, etanol). El catalizador acelera la reacción deseada, fijando los las moléculas intermedias en la reacción en el momento correcto en el lugar correcto y facilitando la transferencia de electrones y protones a sitios específicos de las mismas".

Recuerda que a pesar de décadas de investigación, "la comprensión aún limitada de este proceso impide lograr una conversión de CO2 suficientemente rápida, selectiva hacia moléculas de interés, energéticamente eficiente, y estable. Esto supone hoy una limitación la viabilidad económica de esta tecnología".

"En mi grupo", explica, "exploramos el uso de fotones para arrojar luz sobre este proceso, ayudando a comprender los diversos mecanismos involucrados: desde el nivel atómico hasta el de macroescala; desde femtosegundos hasta miles de horas; durante la reacción. Con la ayuda de modelos computacionales e inteligencia artificial, usamos este conocimiento para guiar el diseño de catalizadores y sistemas nanoestructurados que aumenten el rendimiento de estos procesos. Trabajamos en la frontera entre la nueva ciencia y la tecnología emergente. A nivel científico, nuestros intereses más amplios abarcan nuevas químicas habilitadas por fotones, el uso de fotónica y nanomateriales para aplicaciones de almacenamiento de energía, y el descubrimiento de nuevos materiales. A nivel tecnológico, estamos trabajando en varias direcciones: captura y conversión de CO2; generación de H2 verde de manera eficiente utilizando materiales abundantes; y en la generación de fertilizantes a partir de aire o contaminantes y energía renovable".