Investigadores de la Universidad de Chiba han revelado un mecanismo sinérgico entre procesos impulsados por la luz y el calor que mejora significativamente la eficiencia en la conversión de dióxido de carbono (CO₂) a metano (CH₄). Este avance, publicado recientemente, representa un paso clave hacia el cierre del ciclo del carbono mediante la transformación de un gas de efecto invernadero en un combustible útil.
El estudio se centra en el uso de catalizadores Ru–Ni–ZrO₂, donde la combinación de reacciones fotocatalíticas y fototérmicas permite alcanzar tasas récord de producción de metano. Al examinar cómo interactúan la luz y el calor en la superficie del catalizador, los investigadores lograron clarificar la ruta de reacción, algo que hasta ahora limitaba el desarrollo de sistemas más eficientes para el reciclaje de carbono.
Según los hallazgos, cuando el reactor no está refrigerado, el efecto fototérmico contribuye de manera decisiva a la activación del CO₂ y la intermediación de especies reactivas, mientras que la componente fotocatalítica impulsa las etapas de reducción. Esta cooperación entre ambos fenómenos explica el aumento observado en el rendimiento del proceso.
Los resultados no solo mejoran la comprensión fundamental de los mecanismos involucrados en la reducción fotocatalítica del CO₂, sino que también señalan nuevas estrategias para el diseño de catalizadores y reactores optimizados. Al lograr una conversión más eficiente a metano —un combustible de alto valor energético— , esta investigación abre vías prometedoras para la valorización de emisiones industriales y la síntesis de químicos sostenibles.
El trabajo fue liderado por el profesor Yasuo Izumi de la Escuela de Posgrado en Ciencia de la Universidad de Chiba, cuyo enfoque se centra en identificar efectos catalíticos beneficiosos en superficies sólidas y elucidar sus mecanismos mediante métodos analíticos avanzados.
