Investigadores de la Universidad de Cambridge han desarrollado una esponja de carbón electrificada capaz de absorber CO₂ del aire. Esta técnica utiliza carbón activado cargado para capturar dióxido de carbono del aire, similar a la forma en que se carga una batería. Este avance ha sido publicado en la prestigiosa revista Nature.
El Dr. Alexander Forse, del Departamento de Química Yusuf Hamied y líder de la investigación, mencionó la urgencia de reducir las emisiones de carbono a nivel mundial y la necesidad de explorar tecnologías de eliminación de gases de efecto invernadero para alcanzar emisiones netas cero. Forse subrayó que, aunque la captura de carbono de la atmósfera es una medida de último recurso, es esencial dadas las circunstancias de la emergencia climática actual.
Material estrella: Carbón activado cargado con iones hidróxidos
Al cargar el carbón activado con iones que establecen enlaces reversibles con el CO₂, los científicos descubrieron que este material podía capturar el dióxido de carbono directamente del aire de manera eficiente. Esta esponja de carbón cargada es más eficiente energéticamente que los métodos actuales de captura de carbono, ya que requiere temperaturas significativamente más bajas para liberar y almacenar el CO₂ capturado.
La técnica de captura directa de aire, que emplea materiales similares a esponjas para eliminar CO₂ de la atmósfera, presenta una opción prometedora, aunque costosa y dependiente de altas temperaturas y gas natural. Forse y su equipo se propusieron investigar el uso de carbón activado, conocido por su estabilidad y bajo costo, como una alternativa viable para la captura de carbono.
El carbón activado se utiliza comúnmente en filtros de agua y otras aplicaciones de purificación, pero tradicionalmente no puede capturar ni retener CO₂ del aire. Los investigadores teorizaron que al cargar el carbón activado con hidróxidos, que forman enlaces reversibles con el CO₂, podría convertirse en un material apto para la captura de carbono.
Pruebas del carbón para la captura de CO₂
Utilizando un proceso de carga similar al de una batería, el equipo cargó un paño de carbón activado con iones de hidróxido. Este proceso permite que los iones de hidróxido se acumulen en los poros del carbón, transformándolo en una esponja capaz de capturar CO₂. Tras la carga, el carbón se retira, se lava y se seca.
Las pruebas demostraron que la esponja de carbón cargada podía capturar CO₂ directamente del aire de manera eficiente. Este método consume menos energía que los materiales actuales, ya que no requiere altas temperaturas para recolectar y regenerar el carbón. La esponja de carbón desarrollada necesita calentarse solo a 90-100 °C, lo cual es posible utilizando electricidad renovable, a diferencia de los 900 °C necesarios para otros materiales, que a menudo requieren gas natural.
Limitaciones y futuras mejoras de la esponja de carbón electrificada
A pesar de sus ventajas, la esponja de carbón aún presenta limitaciones, especialmente en condiciones de alta humedad. Forse mencionó que están trabajando en mejorar la capacidad de captura de CO₂ en estas condiciones.
Este enfoque podría tener aplicaciones más allá de la captura de carbono, ya que los poros del carbón y los iones insertados pueden ser ajustados para capturar diversas moléculas. Forse resaltó que la idea surgió durante los confinamientos por la pandemia de COVID-19 y que resulta emocionante ver cómo estas ideas innovadoras pueden materializarse.
La investigación ha llevado a la presentación de una patente y está en proceso de comercialización con el apoyo de Cambridge Enterprise, el brazo de comercialización de la Universidad. La investigación fue financiada por Leverhulme Trust, la Royal Society, el EPSRC y el Centro para la Reparación del Clima de Cambridge.
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Fuente y foto: cam.ac.uk
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