Nuevo modo de capturar y reciclar el dióxido de carbono de las emisiones industriales

La captura de carbono es una vía prometedora para ayudar a frenar el cambio climático global. Muchas industrias están recurriendo a la electrificación para ayudar a frenar las emisiones de carbono, pero esta estrategia no es viable para todos los sectores. Por ejemplo, el dióxido de carbono (CO2) es un subproducto natural de la fabricación de cemento y, por tanto, un importante contribuyente a las emisiones por sí solo.

El gas emitido se puede atrapar con tecnologías de captura de carbono, que suelen basarse en aminas para ayudar a “depurar” el contaminante uniéndose químicamente a él. Sin embargo, esto también requiere mucha energía, calor y maquinaria industrial, que pueden quemar aún más combustibles fósiles en el proceso.

La propia captura de carbono podría electrificarse utilizando células electroquímicas, y estos dispositivos podrían alimentarse con fuentes de energía renovables. Teniendo en cuenta esto, Fang-Yu Kuo, Sung Eun Jerng y Betar Gallant, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, se propusieron desarrollar una célula electroquímica que pudiera atrapar el CO2 de manera fácil y reversible con un aporte mínimo de energía.

El equipo desarrolló primero una célula electroquímica capaz de capturar y liberar el carbono emitido “balanceando” cationes cargados positivamente a través de una amina líquida disuelta en dimetilsulfóxido. Cuando la célula se descargó, un fuerte catión de Lewis interactuó con el ácido carbámico, liberando CO2 y formando la amina de carbamato. Cuando se invirtió el proceso y se cargó la célula, se eliminó el catión y la célula pudo capturar CO2 y reformar el ácido carbámico en el proceso.

Una fuente típica de emisiones de dióxido de carbono. (Foto: Phillip J. Redman / USGS)

Los investigadores optimizaron el proceso de oscilación iónica con una combinación de iones de potasio y zinc. En un prototipo de célula, utilizaron estos dos iones como base para el cátodo y el ánodo de la célula. Esta célula requiere menos energía que otras basadas en el calor y, en los experimentos iniciales, resultó competitiva con otras células electroquímicas. Además, probaron la estabilidad a largo plazo del dispositivo y descubrieron que casi el 95% de su capacidad original se mantenía tras varios ciclos de carga y descarga, lo que demostraba que el sistema era viable. Los investigadores afirman que este trabajo demuestra que es posible una alternativa electroquímica y que podría contribuir a que las tecnologías de captura y liberación continua de CO2 sean más prácticas para las aplicaciones industriales.

El estudio se titula “Dual Salt Cation-Swing Process for Electrochemical CO2 Separation”. Y se ha publicado en la revista académica ACS Central Science. (Fuente: American Chemical Society)