Captura más barata y simple de dióxido de carbono del aire

El exceso de dióxido de carbono en el aire es culpable del calentamiento global que él clima de la Tierra está experimentando. Aparte de reducir la emisión de este gas de efecto invernadero a la atmósfera, también existe la opción de retirarlo de ella, aunque esto último ha venido siendo más difícil, antes por motivos tecnológicos y ahora por motivos económicos. Los sistemas que hoy en día retiran CO2 del aire son aparatosos y caros, motivo por el cual su implantación ha sido ínfima. Un nuevo avance tecnológico podría cambiar esta situación, al ofrecer un método pasivo, simple y barato de capturar CO2 del aire.

Este avance es obra de un equipo encabezado por Dongha Kim, de la Universidad de Toronto en Canadá.

Al nuevo sistema de captura de CO2 del aire sus creadores lo llaman cristalización evaporativa de carbonato. Al funcionar mediante procesos pasivos como la capilaridad y la evaporación, permite eliminar algunos de los pasos más costosos que requieren los métodos actuales de captura de carbono.

Una forma de capturar carbono es utilizar un líquido fuertemente alcalino, por ejemplo, una solución de hidróxido de potasio. Cuando el aire entra en contacto con este líquido, el dióxido de carbono del aire reacciona químicamente, convirtiéndose en carbonato de potasio disuelto.

Para acelerar la velocidad de reacción, se puede maximizar el contacto entre el aire y el líquido. En los sistemas más avanzados actuales, esto se logra aumentando el área de la superficie: una fina capa de líquido se hace fluir sobre un material de soporte, sólido y poroso, con una estructura como la de un panal; y se utilizan ventiladores para impulsar el aire a través de esta fina capa de líquido a aproximadamente 1,5 metros por segundo.

Sin embargo, en muchos lugares del mundo, los vientos predominantes ya son más rápidos: a nivel mundial, el promedio es de unos 3 metros por segundo. Esto llevó al equipo de Kim a pensar en maneras de aprovechar esos vientos existentes mediante un sistema de captura más pasivo y, por tanto, más sencillo y económico.

Kim y sus colegas optaron por un diseño que utiliza largas hebras de fibra de polipropileno, esencialmente cuerdas. Un extremo de la cuerda se sumerge en una solución de hidróxido de potasio, que se absorbe lentamente en las fibras.

Cuando el viento sopla sobre la superficie de la cuerda, evapora el agua de la solución, concentrando el hidróxido de potasio disuelto, hasta valores extremadamente altos. Ahí es donde entran en juego las ventajas de este sistema.

Debido a que hay una capa muy fina de hidróxido de potasio extremadamente concentrado, la velocidad a la que reacciona con el dióxido de carbono se acelera considerablemente.

En este prototipo de aparato de captura de carbono, una solución de hidróxido de potasio se absorbe en las fibras de polipropileno; el aire circulante evapora el agua de la solución, concentrándola a niveles muy altos. Los cristales blancos son carbonato de potasio casi puro, formado a partir del carbono extraído directamente del aire. (Foto: Dongha Kim / University of Toronto Engineering)

El nuevo sistema puede capturar carbono a una velocidad mucho mayor que con las soluciones más diluidas utilizadas en los sistemas actuales. Además, la sal de carbonato de potasio producida no permanece disuelta en la solución, sino que forma un cristal sólido directamente en la superficie de las fibras.

El estudio se titula “Passive direct air capture via evaporative carbonate crystallization”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Chemical Engineering. (Fuente: NCYT de Amazings)