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Los efectos devastadores del cambio climático se dejan sentir en todo el mundo, con una necesidad urgente de nuevas tecnologías y estilos de vida que permitan reducir las emisiones de carbono. Muchos científicos buscan formas de reducir la cantidad de dióxido de carbono que ya hemos liberado a la atmósfera.
En un nuevo avance, investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han desarrollado un nuevo sistema de captura de carbono que elimina el dióxido de carbono directamente de la atmósfera con un rendimiento sin precedentes.
El nuevo compuesto, la isoforona diamina (IPDA), en un sistema de "separación de fase líquida-sólida", ha conseguido eliminar el dióxido de carbono en las bajas concentraciones que contiene la atmósfera con un 99% de eficacia. El compuesto es reutilizable con un calentamiento mínimo y es al menos dos veces más rápido que los sistemas existentes, lo que supone un nuevo e interesante desarrollo para la captura directa del aire.
Muchos sistemas de captura directa de aire (DAC) implican el burbujeo de aire a través de un líquido, que puede absorber el CO2 o hacer que se separe en cristales o copos sólidos. Los sistemas de separación de fase líquida-sólida ofrecen una solución elegante en la que el producto de la reacción es insoluble y sale de la solución como un sólido. No hay acumulación del producto en el líquido y la velocidad de reacción no disminuye mucho.
El equipo centró su atención en los compuestos amínicos líquidos, modificando su estructura para optimizar la velocidad y la eficacia de la reacción con una amplia gama de concentraciones de dióxido de carbono en el aire. En las pruebas, descubrieron que el IPDA podía eliminar más del 99% del CO2 del aire con una concentración de 400 partes por millón (ppm). Demostraron que el sólido disperso en la solución sólo necesitaba calentarse a 333 K (60 grados Celsius) para liberar completamente el dióxido de carbono capturado, recuperando el líquido original.
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| El aire atmosférico con bajas concentraciones de dióxido de carbono se hace pasar por una solución acuosa de IPDA, donde el dióxido de carbono reacciona rápidamente para crear un producto sólido. Posteriormente, el dióxido de carbono se vuelve a liberar con un ligero calentamiento del producto en suspensión, para su almacenamiento o nuevas aplicaciones. Crédito: Universidad Metropolitana de Tokio |
La velocidad a la que se podía eliminar el dióxido de carbono era al menos dos veces más rápida que la de los principales sistemas de laboratorio DAC, lo que lo convierte en el sistema de captura de dióxido de carbono más rápido del mundo en la actualidad para procesar dióxido de carbono de baja concentración en el aire (400 ppm).
La nueva tecnología promete un rendimiento y una solidez sin precedentes en los sistemas DAC, con amplias implicaciones para los sistemas de captura de carbono desplegados a escala. Además de seguir mejorando su sistema, su visión de un mundo "más allá de cero" se centra ahora en cómo el carbono capturado puede utilizarse eficazmente en aplicaciones industriales y productos domésticos.
Fuentes, créditos y referencias:
Soichi Kikkawa et al, Direct Air Capture of CO2 Using a Liquid Amine–Solid Carbamic Acid Phase-Separation System Using Diamines Bearing an Aminocyclohexyl Group, ACS Environmental Au (2022). DOI: 10.1021/acsenvironau.1c00065