Descubren cómo lavar el dióxido de carbono de las chimeneas para conseguir emisiones industriales más limpias

MADRID, 11 (EUROPA PRESS)

Un equipo internacional codirigido por un investigador de química de la Universidad Estatal de Oregón, en Estados Unidos, ha descubierto una mejor manera de eliminar el dióxido de carbono de las emisiones de la chimenea, lo que podría ser clave para mitigar el cambio climático global.

Según publican en 'Nature', estos hallazgos son importantes porque el CO2 atmosférico ha aumentado un 40 por ciento desde el comienzo de la era industrial, contribuyendo en gran medida al calentamiento del planeta.

Kyriakos Stylianou, de la Facultad de Ciencias de la OSU, y sus colegas de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Suiza), la Universidad Heriot-Watt en Escocia (Reino Unido), la Universidad de Ottawa (Canadá) y la Universidad de Granada utilizaron la minería de datos como trampolín para sumergirse en un desafío clave: lidiar con la porción de agua de los gases de las chimeneas que complica enormemente la eliminación del CO2.

La minería de datos involucró a cientos de miles de nanomateriales conocidos como marcos metálicos orgánicos, generalmente abreviados como MOF, por sus siglas en inglés. Los MOF tienen el potencial de interceptar, a través de la adsorción, moléculas de CO2 a medida que los gases de combustión salen de la chimenea.

Los gases de combustión se pueden secar, pero eso agrega un gasto significativo al proceso de captura de CO2. "Hay un sinnúmero de MOF estructural y químicamente distintos, pero el reto con la mayoría de ellos es que no funcionan bien cuando se someten a pruebas con gases de combustión realistas --explica Stylianou--. El agua delos gases de combustión compite con el CO2 por los mismos sitios de adsorción, lo que significa que esos MOF no se depuran selectivamente como deseamos".

Tras examinar más de 325.000 MOF en una biblioteca digital, los científicos identificaron diferentes tipos de sitios de unión a CO2, que denominaron "adsorbaforos", que mantendrían su selectividad en presencia de agua.

Luego, en el laboratorio, el estudiante de doctorado de Stylianou, Arunraj Chidambaram, hizo dos de los MOF que contenían un adsorbáforo hidrófobo, que repele el agua, que consta de dos núcleos aromáticos y los probó. Los científicos descubrieron que el rendimiento de separación de los MOF no se vio afectado por el agua, sino que también superaron algunos de los materiales de eliminación de CO2 actualmente en el mercado, como el carbón activado y la zeolita 13X.

"Pasamos del diseño a la síntesis y la aplicación --apunta Stylianou--. Utilizamos cálculos para descubrir puntos activos para la captura de CO2. Los MOF se desempeñaron de manera óptima para la captura de CO2 de humos húmedos porque estos MOF tienen dos sitios distintos en sus estructuras, uno para el agua y otro para el CO2, y por lo tanto, las moléculas de CO2 y agua no compiten juntos".

La investigación adicional, agrega, analizará la escala: cómo hacer y probar los MOF en el tipo de alcance requerido por el desafío de gran magnitud que representan las emisiones industriales de CO2.

Según la Administración Nacional Atmosférica y Oceánica (NOAA) de Estados Unidos, la concentración promedio mundial de dióxido de carbono atmosférico en 2018 fue de 407,4 partes por millón, más alta que en cualquier momento en al menos 800.000 años.

Los combustibles fósiles como el carbón y el petróleo contienen carbono que las plantas extrajeron de la atmósfera a través de la fotosíntesis durante millones de años. Ese mismo carbono ahora se devuelve a la atmósfera en cuestión de cientos de años porque los combustibles fósiles se queman para obtener energía, incluidas las fábricas y otras instalaciones industriales a gran escala.

Según la NOAA, la tasa anual de aumento del CO2 atmosférico en las últimas seis décadas es aproximadamente 100 veces más rápida que los aumentos resultantes de causas naturales, como las que ocurrieron después de la última edad de hielo hace más de 10.000 años.

A diferencia del oxígeno o el nitrógeno, que representan la mayor parte de la atmósfera, los gases de efecto invernadero absorben el calor y lo liberan gradualmente con el tiempo. En ausencia de esos gases de efecto invernadero, la temperatura media anual del planeta estaría por debajo del punto de congelación en lugar de alrededor de 60 grados Fahrenheit, pero niveles demasiado altos de gases de efecto invernadero hacen que el presupuesto de energía de la Tierra se desequilibre.