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| Karma Zuraiqi, autora principal del estudio, sostiene un vial del catalizador de metal líquido. Crédito: Universidad RMIT |
La conversión directa del CO₂ en carbono es una vía muy providencial. Pero los enfoques térmicos y catalíticos convencionales se ven limitados por la elevada demanda de energía y por la coquización.
Para ayudar a avanzar en la descarbonización de las industrias pesadas, los científicos del RMIT han desarrollado una tecnología de utilización del dióxido de carbono. Esta nueva forma inteligente y supereficiente captura el dióxido de carbono y lo convierte en carbono sólido.
Actúa como captura y almacenamiento de carbono (CAC). Las tecnologías de CAC existentes se centraban en comprimir el gas en un líquido e inyectarlo bajo tierra. Sin embargo, esto conlleva importantes retos de ingeniería y problemas medioambientales. A diferencia de la tecnología CAC existente, esta nueva tecnología ofrece una vía para convertir instantáneamente el dióxido de carbono a medida que se produce y bloquearlo permanentemente en un estado sólido, manteniendo el CO₂ fuera de la atmósfera.
El co-investigador principal, el profesor asociado Torben Daeneke, dijo: "El trabajo se basó en un enfoque experimental anterior que utilizaba metales líquidos como catalizador".
"Nuestro nuevo método sigue aprovechando la potencia de los metales líquidos, pero el diseño se ha modificado para facilitar su integración en los procesos industriales estándar".
"Además de ser más sencilla de ampliar, la nueva tecnología es radicalmente más eficiente y puede descomponer el CO₂ en carbono en un instante".
"Esperamos que sea una herramienta nueva e importante en el camino hacia la descarbonización, para ayudar a las industrias y a los gobiernos a cumplir sus compromisos climáticos y acercarnos radicalmente a la reducción de emisiones".
El Dr. Ken Chiang, co-investigador principal, dijo que "el equipo estaba deseoso de escuchar a otras empresas para entender los desafíos en las industrias difíciles de descarbonizar e identificar otras aplicaciones potenciales de la tecnología. Para acelerar la revolución industrial sostenible y la economía de carbono cero, necesitamos soluciones técnicas inteligentes y colaboraciones eficaces entre la investigación y la industria."
Para desarrollar esta nueva tecnología, los científicos utilizaron métodos de química térmica, a menudo utilizados por las grandes industrias, mientras desarrollaban una nueva tecnología de captura y almacenamiento de carbono. El método de la columna de burbujas consiste en calentar el metal líquido a unos 100-120 grados Celsius.
A continuación, añadieron dióxido de carbono al metal líquido, elevando las burbujas de gas. A medida que las burbujas se desplazan por el metal líquido, la molécula de gas se divide para formar copos de carbono sólido, y la reacción dura solo una fracción de segundo.
Chiang afirmó: "La extraordinaria velocidad de la reacción química que hemos logrado es lo que hace que nuestra tecnología sea comercialmente viable, cuando tantos enfoques alternativos han tenido dificultades".
Esta nueva tecnología ofrece una forma prometedora de evitar las emisiones de CO₂ y ofrecer una reutilización del carbono con valor añadido. La conversión del CO₂ en carbono sólido evita posibles problemas de fugas y lo encierra de forma segura e indefinida.
Otra de las ventajas del proceso es la posibilidad de alimentar la reacción con energía renovable, ya que no utiliza temperaturas muy elevadas.
El director del proyecto ABR, David Ngo, afirmó que el proceso convierte un producto de desecho en un ingrediente fundamental de la próxima generación de mezclas de cemento.
Los científicos tienen previsto ampliar la prueba de concepto a un prototipo modular del tamaño de un contenedor marítimo en colaboración con el socio industrial ABR.
Fuentes, créditos y referencias:
Karma Zuraiqi, Ali Zavabeti, Jonathan Clarke-Hannaford, Billy James Murdoch, Kalpit Shah, Michelle J. S. Spencer, Chris F. McConville, Torben Daeneke, Ken Chiang. Direct conversion of CO2 to solid carbon by Ga-based liquid metals. Energy & Environmental Science, 2022; DOI: 10.1039/d1ee03283f
Fuente: RMIT