Un equipo de la Universidad de Mississippi y Texas A&M mostró en laboratorio que un catalizador de cobre de escala subnanométrica puede dirigir la conversión electroquímica de dióxido de carbono hacia metano, un combustible compatible con motores que usan metano y oxígeno líquidos. El resultado abre una posible ruta para fabricar parte del propulsante de un regreso desde Marte, cuya atmósfera contiene cerca de 96% de CO₂, pero todavía no significa que los astronautas puedan producir combustible allí. El estudio se realizó en laboratorio y el siguiente paso es mejorar la actividad, la selectividad y la estabilidad del catalizador con otros materiales.
El problema no es solo fabricar metano
La atmósfera marciana ofrece mucho dióxido de carbono, pero es extremadamente delgada. Para aprovecharlo, el equipo de Ahmed Badreldin, de la Universidad de Mississippi, y Carter Racine, de Texas A&M, utiliza electricidad para transformar el CO₂ capturado en compuestos con carbono, entre ellos metano.
El catalizador está formado por estructuras de cobre de escala subnanométrica. La Universidad de Mississippi lo describe como unas 100,000 veces más pequeño que el ancho de un cabello humano. Su función es dirigir la reacción hacia el metano con la mayor selectividad posible.
Ese control importa porque otros métodos de reducción electroquímica del CO₂ producen metano junto con varios subproductos. En la Tierra es posible separar después cada compuesto con equipos especializados. En Marte, transportar una planta de purificación grande añadiría masa, consumo eléctrico y puntos de fallo. El objetivo del nuevo catalizador es reducir esa carga desde el paso químico inicial.
La química pertenece a una familia más amplia de investigaciones que buscan usar el CO₂ como materia prima en lugar de enviarlo o extraer carbono nuevo. FomoEra ya explicó otra ruta de electrólisis que transforma dióxido de carbono en carbono sólido, aunque con productos, temperaturas y aplicaciones diferentes: el proceso de grafito todavía no produce material de batería a escala industrial.
El metano sería solo una parte del propulsante
El metano puede usarse como combustible junto con oxígeno líquido en motores de cohete. Eso lo vuelve interesante para un viaje de regreso, pero el catalizador no resuelve por sí solo toda la cadena. Una instalación marciana necesitaría electricidad, una fuente de agua para la reacción, equipos para capturar y procesar el gas, almacenamiento y sistemas capaces de mantener el combustible en condiciones adecuadas durante meses.
La diferencia entre demostrar la reacción y operar una planta es decisiva. El comunicado de la universidad no reporta una tasa de producción a escala de misión ni una prueba integrada de fabricación, licuefacción y almacenamiento. La investigación muestra una forma de favorecer la producción de metano; no una reserva de combustible lista para impulsar una nave.
La estabilidad será la siguiente prueba
El grupo planea probar otros materiales mediante una subvención de Mississippi NASA EPSCoR. La meta es ajustar la estructura del catalizador y el entorno local de la reacción para mejorar tres variables: actividad, selectividad hacia el metano y estabilidad a largo plazo.
Esta última condición pesa más en Marte que en un laboratorio terrestre. Un catalizador que funciona durante una prueba corta pero pierde rendimiento con el uso no serviría para llenar los depósitos de una misión que no puede recibir refacciones con facilidad. También quedaría por resolver la producción continua de oxígeno y la coordinación entre ambos gases.
La aplicación terrestre tiene un límite que los propios investigadores señalan. Convertir CO₂ en metano y después quemarlo devuelve ese carbono a la atmósfera, de modo que el ciclo puede ser neto cero, no una extracción permanente de dióxido de carbono. La posible utilidad está en sustituir parte del carbono fósil virgen y producir combustibles o químicos cerca del lugar donde se necesitan.
El avance de Ole Miss y Texas A&M reduce una dificultad concreta de la fabricación de metano: obtener un producto con menos impurezas. Para convertirlo en una solución de regreso desde Marte todavía faltan energía, agua, oxígeno, estabilidad y escala. La noticia es una pieza química prometedora para esa arquitectura, no la llegada de una gasolinera marciana.
