Revolucionando la tecnología de captura de carbono
La hoja artificial apilable utiliza menos energía que una bombilla para capturar 100 veces más carbono que otros sistemas
Ingenieros de la Universidad de Illinois Chicago han construido una hoja artificial rentable que puede capturar dióxido de carbono a un ritmo 100 veces superior al de los sistemas actuales. A diferencia de otros sistemas de captura de carbono, que funcionan en laboratorios con dióxido de carbono puro procedente de tanques presurizados, esta hoja artificial funciona en el mundo real. Captura el dióxido de carbono de fuentes más diluidas, como el aire y los gases de combustión producidos por las centrales eléctricas de carbón, y lo libera para utilizarlo como combustible y otros materiales.
Ilustración de un proceso de captura de carbono diseñado por científicos de la Facultad de Ingeniería de la UIC. El dióxido de carbono del aire o de los gases de combustión es absorbido por una solución orgánica seca para formar iones de bicarbonato, que migran a través de una membrana y se disuelven en una solución líquida para concentrar el CO2. Los átomos de carbono se muestran en rojo, los de oxígeno en azul y los de hidrógeno en blanco.
Aditya Prajapati/UIC
"Nuestro sistema de hojas artificiales puede desplegarse fuera del laboratorio, donde tiene el potencial de desempeñar un papel importante en la reducción de los gases de efecto invernadero en la atmósfera gracias a su alta tasa de captura de carbono, su coste relativamente bajo y su energía moderada, incluso cuando se compara con los mejores sistemas basados en el laboratorio", dijo Meenesh Singh, profesor asistente de ingeniería química en la Facultad de Ingeniería de la UIC y autor correspondiente del artículo.
A partir de un concepto teórico ya divulgado, los científicos modificaron un sistema estándar de hojas artificiales con materiales baratos para incluir un gradiente de agua -un lado seco y otro húmedo- a través de una membrana cargada eléctricamente.
En el lado seco, un disolvente orgánico se une al dióxido de carbono disponible para producir una concentración de bicarbonato, o bicarbonato de sodio, en la membrana. A medida que el bicarbonato se acumula, estos iones cargados negativamente son arrastrados a través de la membrana hacia un electrodo cargado positivamente en una solución a base de agua en el lado húmedo de la membrana. La solución líquida disuelve el bicarbonato y lo convierte en dióxido de carbono, por lo que puede ser liberado y aprovechado como combustible u otros usos.
La carga eléctrica se utiliza para acelerar la transferencia de bicarbonato a través de la membrana.
Cuando probaron el sistema, que es lo suficientemente pequeño como para caber en una mochila, los científicos de la UIC descubrieron que tenía un flujo muy alto -una tasa de captura de carbono comparada con la superficie necesaria para las reacciones- de 3,3 milimoles por hora por cada 4 centímetros cuadrados. Esto es más de 100 veces mejor que otros sistemas, aunque sólo se necesitaba una cantidad moderada de electricidad (0,4 KJ/hora) para alimentar la reacción, menos que la cantidad de energía necesaria para una bombilla LED de 1 vatio. Calcularon el coste en 145 dólares por tonelada de dióxido de carbono, lo que coincide con las recomendaciones del Departamento de Energía de que el coste no debe superar los 200 dólares por tonelada.
"Es especialmente emocionante que esta aplicación en el mundo real de una hoja artificial impulsada por electrodiálisis tuviera un flujo elevado con una superficie pequeña y modular", dijo Singh. "Esto significa que tiene el potencial de ser apilable, los módulos pueden añadirse o restarse para ajustarse más perfectamente a la necesidad y utilizarse de forma asequible en hogares y aulas, no sólo entre organizaciones industriales rentables". Un pequeño módulo del tamaño de un humidificador doméstico puede eliminar más de 1 kilogramo deCO2 al día, y cuatro pilas de electrodiálisis industriales pueden capturar más de 300 kilogramos deCO2 por hora de los gases de combustión".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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