El aire atmosférico con bajas concentraciones de dióxido de carbono pasa a través de una solución acuosa de IPDA, donde el dióxido de carbono reacciona rápidamente para crear un producto sólido. - TOKYO METROPOLITAN UNIVERSITY
MADRID, 31 May. (EUROPA PRESS) -
Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han desarrollado un nuevo sistema de captura de carbono que elimina el CO2 directamente de la atmósfera con un rendimiento sin precedentes.
Se encontró que la isoforona diamina (IPDA) en un sistema de "separación de fase líquido-sólido" eliminaba el dióxido de carbono en las bajas concentraciones contenidas en la atmósfera con una eficiencia del 99%. El compuesto es reutilizable con un calentamiento mínimo y al menos el doble de rápido que los sistemas existentes, un nuevo desarrollo emocionante para la captura directa de aire.
Los efectos devastadores del cambio climático se están sintiendo en todo el mundo, con una necesidad urgente de nuevas políticas, estilos de vida y tecnologías que conduzcan a la reducción de las emisiones de carbono. Sin embargo, muchos científicos miran más allá del objetivo de emisiones netas cero, hacia un futuro "más allá de cero" en el que podamos reducir activamente la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera. El campo de la captura de carbono, la eliminación y posterior almacenamiento o conversión de dióxido de carbono, se está desarrollando rápidamente, pero quedan obstáculos antes de que pueda desplegarse a gran escala.
Los mayores desafíos provienen de la eficiencia, particularmente en el procesamiento directo del aire atmosférico en los llamados sistemas de captura directa de aire (DAC). Las concentraciones de dióxido de carbono son tales que las reacciones químicas con los adsorbentes son muy lentas. También existe la dificultad de sacar el dióxido de carbono nuevamente en ciclos de captura y desorción más sostenibles, que pueden consumir mucha energía en sí mismos. Incluso los principales esfuerzos para construir plantas DAC, como las que usan hidróxido de potasio e hidróxido de calcio, sufren serios problemas de eficiencia y costos de recuperación, lo que hace que la búsqueda de nuevos procesos sea particularmente urgente.
Un equipo dirigido por el profesor Seiji Yamazoe de la Universidad Metropolitana de Tokio ha estado estudiando una clase de tecnología DAC conocida como sistemas de separación de fases líquido-sólido. Muchos sistemas DAC implican burbujear aire a través de un líquido, con una reacción química que ocurre entre el líquido y el dióxido de carbono. A medida que avanza la reacción, se acumula más producto de reacción en el líquido; esto hace que las reacciones posteriores sean cada vez más lentas. Los sistemas de separación de fase líquido-sólido ofrecen una solución elegante, donde el producto de reacción es insoluble y sale de la solución como un sólido. No hay acumulación de producto en el líquido y la velocidad de reacción no disminuye mucho.
El equipo centró su atención en los compuestos de amina líquida, modificando su estructura para optimizar la velocidad de reacción y la eficiencia con una amplia gama de concentraciones de dióxido de carbono en el aire, desde alrededor de 400 ppm hasta un 30 %. Descubrieron que una solución acuosa de uno de estos compuestos, la isoforona diamina (IPDA), podía convertir el 99 % del dióxido de carbono contenido en el aire en un precipitado sólido de ácido carbámico. Fundamentalmente, demostraron que el sólido disperso en solución solo requería calentarse a 60 grados centígrados para liberar completamente el dióxido de carbono capturado, recuperando el líquido original.
La velocidad a la que se podía eliminar el dióxido de carbono era al menos dos veces más rápida que la de los principales sistemas de laboratorio DAC, lo que lo convierte en el sistema de captura de dióxido de carbono más rápido del mundo en la actualidad para procesar dióxido de carbono de baja concentración en el aire (400 ppm).
Según la universidad, la nueva tecnología del equipo promete un rendimiento y una solidez sin precedentes en los sistemas DAC, con amplias implicaciones para los sistemas de captura de carbono implementados a escala. Más allá de mejorar aún más su sistema, su visión de un mundo "más allá de cero" ahora se centra en cómo el carbono capturado puede usarse de manera efectiva en aplicaciones industriales y productos domésticos. Su investigación aparece en ACS Environmental Au.
