Una sola taza de este nuevo material podría reescribir la ecuación de un problema tan complejo como el cambio climático
200 gramos de pueden absorber 20 kilos de carbono en un año, lo que es aproximadamente tan eficiente como un árbol.
Por Darren Orf
10/11/2024
Zihui Zhou, UC Berkeley
Para resolver un problema complejo como el cambio climático, vamos a necesitar soluciones de ingeniería. Muchas soluciones de ingeniería. Eso significa mejores paneles solares, baterías más eficientes, nuevas soluciones de energía verde e incluso (esperemos) la realización de la mayor ballena blanca de la tecnología limpia: la energía de fusión.
Perseguir estos avances minimizando las emisiones sigue siendo la prioridad número uno, pero ninguno de ellos aborda el problema del dióxido de carbono que ya está en la atmósfera, cuya concentración, según los expertos, es un 50% mayor (y sigue aumentando) que antes de la Revolución Industrial. Ahí es donde entra en juego la captura directa del carbono del aire, y las nuevas investigaciones de científicos de la Universidad de California en Berkeley han creado la nueva generación de materiales que no sólo pueden extraer el carbono de las chimeneas de la industria, sino del propio aire, donde las concentraciones suelen ser mucho más bajas. Los investigadores detallan este nuevo material -conocido como marcos orgánicos covalentes (COF)- en un nuevo estudio publicado en la revista Nature.
Omar Yaghi, autor principal del nuevo trabajo de la Universidad de Berkeley, lleva trabajando en los COF -y en sus antecesores tecnológicos, los marcos orgánicos metálicos (MOF)- desde la década de 1990, mucho antes de que la captura de carbono entrara en el zeitgeist tecnológico. A diferencia de los MOF (que se volvieron inestables con el tiempo), los COF están formados por dobles enlaces muy estables carbono-carbono y carbono-nitrógeno. Además, los poros de este material avanzado (llamado COF-999) están revestidos de aminas, un grupo NH2 que se une a las moléculas de dióxido de carbono y un elemento fijo de la mayoría de las tecnologías de captura de carbono.
“Tomamos un polvo de este material, lo pusimos en un tubo y pasamos aire de Berkeley -sólo aire exterior- por el material para ver cómo funcionaba”, explicó Yaghi en un comunicado de prensa, “y fue maravilloso. Limpiaba el aire completamente de CO2. Estoy entusiasmado porque no hay nada parecido en cuanto a rendimiento. Abre nuevos caminos en nuestros esfuerzos por abordar el problema climático”.
Según los investigadores, sólo 200 gramos de este material (la masa de un vaso de agua aproximadamente) pueden absorber 20 kilos de carbono en un año, lo que es aproximadamente tan eficiente como un árbol. En un experimento en el que se probó este material, se bombeó aire con 400 ppm de CO2 a una habitación a 25 grados centígrados y con un 50% de humedad. El material alcanzó la mitad de su capacidad en 18 minutos y su capacidad máxima en dos horas, pero los investigadores creen que este proceso podría ser mucho más rápido si se optimizara, incluso podría tardar sólo una fracción de minuto. A continuación, el material se calienta hasta 60 grados centígrados, lo que libera el carbono (probablemente, con el tiempo, en un almacenamiento subterráneo) para que pueda volver a capturar más moléculas.
“Este COF tiene una columna vertebral química y térmicamente estable, requiere menos energía y hemos demostrado que puede soportar 100 ciclos sin pérdida de capacidad”, afirma Yaghi en un comunicado de prensa. “Básicamente, es el mejor material que existe para la captura directa de aire”.
Aunque Yaghi sostiene que es el mejor material disponible para capturar carbono atmosférico, incluso él admite que hay margen de mejora. Menciona que no todas las cadenas internas de poliamina pueden capturar CO2, por lo que si aumentan el tamaño de los poros, es posible que algún día el material pueda capturar el doble de carbono que ahora.
Environmental Defense Fund
Un gráfico esclarecedor elaborado por el Fondo para la Defensa del Medio Ambiente muestra que es mucho más barato y eficiente impedir que el carbono entre en la atmósfera que extraerlo una vez que está allí. Por ahora, acabar con el hábito de la humanidad a los combustibles fósiles mediante la energía verde, la energía nuclear y la electrificación sigue siendo la prioridad número 1. Pero en la lucha contra el cambio climático, cada pequeña innovación cuenta.
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