Nuevo material que añadido en las pinturas retira dióxido de carbono del aire

El aumento de la concentración de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera constituye uno de los principales retos ambientales actuales. Además de su contribución al cambio climático global, niveles elevados de este gas en espacios interiores —como oficinas, viviendas o centros educativos— pueden afectar al bienestar y al rendimiento cognitivo de las personas. Por ello, el desarrollo de materiales capaces de capturar o transformar el CO2 de forma eficiente y sostenible se ha convertido en una línea de investigación clave para mejorar la calidad del aire y avanzar hacia entornos más saludables.

En este contexto se enmarca el trabajo de un equipo de investigación del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España.

El equipo de José Miguel Palomo y Carla García-Sanz ha desarrollado un nuevo material catalítico denominado MicroMg. Se trata de un biohíbrido basado en magnesio, capaz de transformar CO2 en compuestos más estables en condiciones ambientales, que combina un componente inorgánico de magnesio con una biomolécula, una enzima que actúa como soporte y que guía la formación del material durante el proceso de síntesis.

Proceso respetuoso con el medio ambiente

El material que transforma el CO2 se obtiene mediante un método sencillo y respetuoso con el medio ambiente. Se prepara en disolución acuosa, a temperatura ambiente y pH neutro, sin necesidad de condiciones agresivas ni reactivos tóxicos. Durante el proceso, se forman microestructuras cristalinas bien definidas, que tienen una forma geométrica cúbico-octaédrica, es decir, que combina características de un cubo y un octaedro regular, y tiene un tamaño del orden de milésimas de milímetro (micras). Estas estructuras presentan una elevada estabilidad y ofrecen numerosos sitios activos para interactuar con el CO2.

En experimentos realizados en medio acuoso, el micromaterial catalítico desarrollado por los investigadores (MicroMg) demostró una elevada eficiencia para transformar el CO2 en bicarbonato, una forma química más estable del carbono disuelto y menos problemática desde el punto de vista ambiental. Bajo condiciones suaves (temperatura ambiente y sin aporte de energía externa), el material fue capaz de transformar el CO2 disuelto en bicarbonato aproximadamente en 30 minutos. Además, el material sigue funcionando igual después de repetir la reacción varias veces, lo que indica que puede usarse varias veces sin perder eficacia.

El MicroMg puede incorporarse a pinturas y revestimientos para reducir el nivel de CO2. (Imagen: ICP / CSIC Comunicación, creada por IA)

Para evaluar su potencial en aplicaciones más cercanas a la realidad, el material se incorporó a una pintura convencional y se aplicó sobre superficies en paredes. Los ensayos realizados en cámaras cerradas mostraron que estas superficies funcionalizadas (recubiertas con MicroMg) pueden reducir la concentración de CO2 presente en el aire. En condiciones comparables a las que se encuentran habitualmente en espacios interiores (alrededor de 900 partes por millón de CO2, no muy por debajo del límite recomendado para una buena calidad del aire), las superficies recubiertas con MicroMg lograron disminuir de forma significativa la cantidad de este gas en el ambiente.

Además, el material mostró una buena durabilidad. Tras tres ciclos de lavado, las superficies pintadas conservaron más del 90 por ciento de su actividad inicial para seguir transformando el CO2. Los resultados también indican que el rendimiento aumenta al incrementar la superficie recubierta o al aplicar varias capas de pintura, lo que sugiere que el sistema podría adaptarse fácilmente a diferentes escalas de aplicación.

Incluso en las concentraciones más elevadas de CO2, hasta 1500 partes por millón (ppm), el MicroMg mantuvo una actividad notable y fue capaz de transformar el gas de forma continua durante varios días. Niveles de CO2 superiores a 1.000 ppm indican una ventilación insuficiente, que puede provocar somnolencia o menor rendimiento cognitivo. En estas condiciones se observó una velocidad de eliminación aproximada de 16 ppm de CO2 por hora, lo que confirma su potencial para contribuir a la reducción de este gas en ambientes cerrados.

José Miguel Palomo y Carla García-Sanz exponen los detalles técnicos del nuevo material y su funcionamiento en la revista académica ACS Applied Energy Materials, bajo el título “Design of a magnesium microstructured biohybrid material for practical atmospheric CO₂ mitigation”. (Fuente: ICP / CSIC)