Material barato capaz de atrapar el dióxido de carbono en chimeneas industriales

Un filtro químico fácil de preparar podría impedir que el dióxido de carbono (CO2) emitido en las chimeneas de centrales térmicas e instalaciones industriales parecidas ingrese en la atmósfera. El CO2 es un importante gas con efecto invernadero y se le considera, por su gran abundancia, el principal culpable del calentamiento global.

Las centrales térmicas de carbón son responsables de aproximadamente el 30% de las emisiones mundiales de CO2. Incluso mientras el mundo adopta otras fuentes de energía, como la solar y la eólica, que no generan gases de efecto invernadero, encontrar una forma de reducir la producción de carbono de las centrales existentes podría ayudar a mitigar sus efectos mientras siguen funcionando.

Atrapar el CO2 de los gases de combustión antes de que llegue a la atmósfera es un enfoque lógico, pero ha resultado difícil crear un sistema eficaz de captura de CO2. La mezcla de gases que sube por las chimeneas de las centrales térmicas de carbón suele ser bastante caliente, húmeda y corrosiva, características que han dificultado el encontrar un material barato que pueda realizar el trabajo con eficacia.

El equipo internacional de Hayden Evans, del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) en Estados Unidos, ha comprobado la gran eficacia como filtro de CO2 en chimeneas de centrales térmicas de carbón e instalaciones industriales similares, de un material sencillo, barato y potencialmente reutilizable, y también ha determinado por qué funciona tan bien.

El objeto de estudio del equipo ha sido el formiato de aluminio, una de las sustancias que constituyen el grupo de los así denominados armazones organometálicos (MOFs por sus siglas en inglés). Como grupo, los MOFs han mostrado un gran potencial para filtrar y separar materiales orgánicos (a menudo los distintos hidrocarburos de los combustibles fósiles) entre sí. Algunos MOFs se han mostrado prometedores para refinar el gas natural o para separar los componentes del octanaje de la gasolina; otros podrían contribuir a reducir el coste de la fabricación de plásticos o a convertir de forma barata una sustancia en otra. Su capacidad para realizar este tipo de separaciones se debe a su naturaleza intrínsecamente porosa.

Los gases de escape de las centrales eléctricas de carbón, a la izquierda, contienen grandes cantidades de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero (moléculas de color púrpura). El formiato de aluminio, un armazón metálico-orgánico cuya estructura se destaca a la derecha, puede capturar selectivamente el dióxido de carbono de los gases de combustión secos, potencialmente a una fracción del coste que supone el uso de otros materiales de filtración de carbono. (Imagen: B. Hayes / NIST)

El formiato de aluminio es muy bueno separando el dióxido de carbono de los demás gases que suelen salir por las chimeneas de las centrales eléctricas de carbón e infraestructuras similares. Además no tiene las deficiencias que presentan otros materiales de filtración de carbono propuestos.

El formiato de aluminio no tiene nada que envidiar en eficacia a otros adsorbentes de CO2 de alto rendimiento, pero además posee la gran ventaja frente a sus rivales de ser simple, muy estable y fácil de preparar.

Está hecho de hidróxido de aluminio y ácido fórmico, dos productos químicos abundantes y fácilmente disponibles en el mercado. Se estima que produciéndolo a gran escala en condiciones idóneas, costaría menos de un dólar por kilogramo, lo que es hasta 100 veces menos que lo que cuestan otros materiales con prestaciones similares. El bajo coste es importante porque la captura de carbono en una sola central eléctrica de carbón podría llegar a requerir hasta decenas de miles de toneladas de material de filtración. La cantidad necesaria para todo el mundo sería enorme.

En definitiva, todo apunta a que elaborar todo el formiato de aluminio necesario para su uso a gran escala será posible a muy bajo costo, tal como argumenta Evans.

El estudio sobre el formiato de aluminio realizado por Evans y sus colegas se titula “Aluminium Formate, Al(HCOO)3: an Earth-Abundant, Scalable and Highly-Selective Material for CO2 Capture”. Y se ha publicado en la revista académica Science Advances. (Fuente: NCYT de Amazings)