Un dispositivo convierte los gases contaminantes en electricidad: cómo funciona

Un equipo de científicos surcoreanos logró diseñar un dispositivo capaz de transformar los gases contaminantes CO₂ y NOₓ en electricidad, lo que permite de forma simultánea la limpieza del aire y la generación energética, sin consumo externo de energía adicional, según informó el medio especializado en tecnología TechXplore.

La innovación, denominada Generador de Captura de Gases (GCEG, por sus siglas en inglés), representa un avance respecto a los sistemas de captura tradicionales, ya que no solo retiene los gases de efecto invernadero, sino que los emplea como recurso energético.

En la publicación en la revista científica revisada por pares Energy & Environmental Science, el grupo dirigido por Ji-Soo Jang, profesor del Departamento de Nanoingeniería, junto a Taekwang Yoon de Ajou University y Hansel Kim de Chungbuk National University, destacó que el mecanismo permite generar corriente directa (DC) de manera continua, únicamente a partir de la presencia de contaminantes atmosféricos.

La propuesta surge como respuesta a las limitaciones de las tecnologías CCUS (captura, utilización y almacenamiento de carbono), las cuales suelen demandar gran cantidad de energía para el procesamiento y almacenamiento de los gases, según explicó el equipo.

A diferencia de estos sistemas, el nuevo método utiliza directamente la energía fisicoquímica generada durante la captura de gases en la superficie de los electrodos. Esta innovación mejora la eficiencia y permite nuevas posibilidades de aplicación en contextos diversos.

Cómo funciona el dispositivo GCEG

El GCEG emplea un electrodo de papel de morera recubierto de negro de carbono y un hidrogel de poliacrilamida aplicado de forma asimétrica. Esta combinación de materiales permite la adsorción selectiva de los gases contaminantes y facilita la generación de voltaje mediante la modulación de la doble capa eléctrica en el sistema, según información del artículo original.

Estudios de espectroscopía infrarroja y simulaciones atomísticas demostraron que el mecanismo de generación de energía está determinado por interacciones de enlaces de hidrógeno entre los gases y el hidrogel, lo que respalda la eficiencia del proceso de conversión.

Cuando los gases como el dióxido de carbono o los óxidos de nitrógeno son adsorbidos por el dispositivo, se produce una redistribución de carga e ionización interna. Este proceso permite la producción continua de energía eléctrica sin requerir fuentes externas, de modo que los propios gases dañinos se convierten en el “combustible” del sistema.

En pruebas de laboratorio, el generador produjo 0,8 voltios y 55 microamperios cuando se expuso a una concentración de 50 partes por millón de dióxido de nitrógeno. Esto significa que, frente a una cantidad determinada de gas contaminante, el dispositivo es capaz de transformar esa presencia en una cantidad concreta de electricidad.

Además, al conectar varios dispositivos entre sí —como se hace con las pilas—, fue posible aumentar estos valores hasta 3,8 voltios y 140 microamperios. Esto demuestra que la tecnología puede ampliarse para generar más energía y adaptarse a distintas necesidades en aplicaciones prácticas.

Impacto y aplicaciones industriales del GCEG

En instalaciones industriales de elevada emisión, el GCEG podría habilitar la captación simultánea de energía y la reducción de carbono, de modo que la electricidad generada se incorpore directamente en redes locales que abastecen maquinaria o procesos internos, sin depender de grandes centrales eléctricas.

Este enfoque, conocido como integración en sistemas de energía distribuida, contribuye a la neutralidad de carbono en entornos de alta demanda, como fábricas o plantas de procesamiento, donde se busca equilibrar las emisiones con la energía limpia producida en el propio lugar de consumo.

El dispositivo también se proyecta como solución para alimentar sensores ambientales inteligentes y sistemas IoT —redes de objetos conectados que recopilan y transmiten datos en tiempo real— sin baterías adicionales, lo que posibilita el monitoreo autónomo de la calidad del aire.

Ji-Soo Jang aseguró: “Esta investigación demuestra que los gases de efecto invernadero...pueden convertirse en un nuevo recurso energético”. Aspiramos a desarrollar esta tecnología como una plataforma ambiental capaz tanto de lograr la neutralidad de carbono como de producir energía.