Ingenieros de la universidad estadounidense de Georgia Tech han ideado un proceso que Convierte el dióxido de carbono eliminado de la atmósfera en materia prima. que podría usarse para dar vida a nuevos plásticos, productos químicos o combustibles.
Su estudio reduce drásticamente los costes y la energía necesaria para estos sistemas de captura directa de aire (los llamados DAC), contribuyendo a mejorar la economía de un proceso que será fundamental para afrontar el cambio climático y mitigar sus efectos.
las claves: catalizador y reactor
La clave de este descubrimiento revolucionario reside en un nuevo tipo de Catalizador y en un reactor electroquímico que se puede integrar fácilmente en los sistemas DAC existentes.
“Todos los proyectos de investigación de mi equipo – explica la directora Marta Hatzell – se centran en descarbonización, pero éste en particular tiene la oportunidad de avanzar más rápidamente hacia la comercialización, trayendo beneficios concretos e inmediatos”.
El proceso tradicional DAC Implica extraer dióxido de carbono del aire mediante algún tipo de producto químico o material que capture las moléculas de CO2. Liberar ese carbono capturado (por ejemplo, almacenarlo bajo tierra o procesarlo para su reutilización productiva) es necesario. energía significativaque impulsa sistemas complicados y costosos.
Y en el camino pierde parte del CO2 eliminado de la atmósfera.
menos energía y poca dispersión de CO2
El equipo de Hatzell se centró en utilizar una solución alcalina líquida llamada Koh para capturar carbono: Koh convierte el CO2 en bicarbonatos, que al final habrá que volver a separarlos. Pero los investigadores de Georgia Tech lograron evitar por completo este último paso, costoso en energía..
Trabajando con el laboratorio de Jihun Oh en el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea, los investigadores crearon un nuevo catalizador a base de níquel y lo combinaron con electrodos de membrana bipolares. Este sistema utiliza electricidad para extraer CO2 de los bicarbonatos justo al lado del catalizador, que luego lo convierte en gas monóxido de carbono.
Este es el secreto: combina dos pasos en uno. “Estamos capturando CO2 en carbonatos, lo cual es un proceso espontáneo y no requiere mucha energía. Y nos deshacemos del proceso de desorción y de todo ese gasto energético, ahorrando alrededor del 90% de la energía en el proceso de captura y aproximadamente el 50% del costo de capital”.
Su configuración también es extremadamente eficiente en el uso de todo el CO2 que pasa por el reactor: “Somos el doble de eficientes. Nuestra eficiencia en el uso de CO2 es casi del 70%, mientras que en el sistema en fase gas es del 35%. El uso máximo de CO2 en sistemas basados en gas es teóricamente del 50%. Pero en nuestro caso nuestra máxima eficiencia es del 100%”, concluyen los investigadores.
El estudio reveló qué tan bien funciona el catalizador en un ambiente ácido. Cuando la capa del reactor con el catalizador se vuelve ácida, se produce otro proceso químico, llamado reacción de evolución de hidrógeno, que reduce el CO2 a CO. El nuevo catalizador a base de níquel suprime esta interferencia.
La producción de monóxido de carbono a partir del CO2 extraído de la atmósfera es un proceso complicado e intensivo. Pero si se hace de forma económicamente sostenible, la materia prima resultante podría vincularse a procesos químicos existentes y transformarse en nuevos productos útiles. Conectar estos procesos es el próximo objetivo del equipo.
El CO puede convertirse en la base para plástica, importantes productos químicos industriales como etileno, y tal vez incluso combustible para aviones en el futuro.
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