1. Fotosíntesis: Las plantas utilizan la luz solar para convertir el CO2 y el agua en glucosa y oxígeno mediante el proceso de fotosíntesis. Este proceso se puede mejorar en sistemas artificiales para crear biomasa, biocombustibles y otros productos de origen vegetal.
2. Fotocatálisis: Las reacciones fotocatalíticas implican el uso de materiales semiconductores que, cuando se exponen a la luz solar, generan especies altamente reactivas que pueden descomponer contaminantes, como el CO2, en sustancias químicas útiles. Por ejemplo, los procesos fotocatalíticos pueden convertir el CO2 en combustibles como metano o metanol.
3. Células fotoelectroquímicas (PEC): Las células PEC combinan procesos fotovoltaicos y electroquímicos. Utilizan la luz solar para generar una corriente eléctrica, que luego se utiliza para impulsar reacciones químicas que convierten las emisiones en materiales útiles. Las células PEC pueden producir combustible de hidrógeno a partir de agua y luz solar o convertir CO2 en sustancias químicas como el ácido fórmico.
4. Captura y utilización de carbono (CCU): La luz solar se puede utilizar en sistemas CCU, donde se captura CO2 de procesos industriales o de la atmósfera y se convierte en productos valiosos. Un enfoque consiste en utilizar procesos termoquímicos impulsados por la luz solar para convertir el CO2 en combustibles o materia prima para la producción química.
5. Cultivo de algas y cianobacterias: La luz del sol se puede utilizar para cultivar algas y cianobacterias, que tienen la capacidad de convertir CO2 en biomasa mediante la fotosíntesis. Esta biomasa se puede utilizar para producir biocombustibles, complementos alimenticios u otros productos.
6. Procesos químicos impulsados por energía solar: La luz solar puede impulsar directamente reacciones químicas, permitiendo la producción de diversos materiales a partir de CO2. Por ejemplo, la luz solar se puede utilizar para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno, que luego se pueden utilizar en pilas de combustible o en síntesis química.
7. Purificación de agua impulsada por energía solar: La luz solar se puede utilizar para desinfectar el agua y eliminar contaminantes mediante procesos fotocatalíticos. Esto puede ayudar a purificar aguas residuales o producir agua limpia a partir de fuentes contaminadas.
En general, la luz solar se puede aprovechar para convertir las emisiones en materiales útiles mediante una variedad de procesos, que incluyen la fotosíntesis, la fotocatálisis, las células fotoelectroquímicas, la captura y utilización del carbono, el cultivo de algas y cianobacterias, los procesos químicos impulsados por la energía solar y la purificación del agua impulsada por la energía solar. Estas tecnologías ofrecen soluciones potenciales para reducir el impacto ambiental de las emisiones y al mismo tiempo crear recursos valiosos. La investigación y el desarrollo en curso tienen como objetivo mejorar la eficiencia y la escalabilidad de estos procesos para hacerlos viables y económicamente viables a gran escala.
