Un nou mètode de captura de carboni per controlar l'escalfament global s'ha dissenyat per capturar el diòxid de carboni de les emissions de combustibles fòssils.
Les emissions d'efecte hivernacle són el principal contribuent al canvi climàtic. Les emissions de gasos d'efecte hivernacle crítics són el resultat de la industrialització a gran escala i l'activitat humana. La majoria d'aquestes emissions d'efecte hivernacle són de diòxid de carboni (CO2) de la combustió de combustibles fòssils. La concentració total de CO2 a l'atmosfera ha augmentat més d'un 40 per cent des que va començar l'era de la industrialització. Aquest augment constant de les emissions d'efecte hivernacle està escalfant el planeta en el que s'anomena "l'escalfament global", ja que les simulacions per ordinador han demostrat que les emissions són responsables de l'augment de la temperatura mitjana de la superfície terrestre al llarg del temps, cosa que indica un "canvi climàtic" a causa dels canvis en els patrons de pluja, la gravetat de les tempestes, el nivell del mar, etc. "El diòxid de carboni de les emissions és un aspecte crític per fer front al canvi climàtic. Carboni La tecnologia de captura ha existit durant dècades, però recentment ha adquirit més atenció a causa de preocupacions ambientals.
Una nova metodologia de captura de carboni
El procediment estàndard de carboni La captura consisteix a atrapar i separar el CO2 d'una mescla gasosa, després transportar-lo a l'emmagatzematge i emmagatzemar-lo lluny de l'atmosfera normalment sota terra. Aquest procés és molt intensiu energètic, implica diversos problemes tècnics, riscos i limitacions, per exemple, alta probabilitat de fuites al lloc d'emmagatzematge. Un nou estudi publicat a Chem descriu una alternativa prometedora per capturar carboni. Els científics del Departament d'Energia dels EUA han desenvolupat un mètode únic per eliminar el CO2 de les centrals elèctriques de carbó i aquest procés requereix un 24 per cent menys d'energia en comparació amb els punts de referència que s'utilitzen actualment a la indústria.
Els investigadors van treballar en l'existència natural orgànic compostos anomenats bis-iminoguanidines (BIG) que tenen la capacitat d'unir-se a anions carregats negativament com s'ha vist en estudis anteriors. Van pensar que aquesta propietat particular dels BIG també hauria de ser aplicable als anions bicarbonat. Així, els BIG poden actuar com un sorbent (una substància que recull altres molècules) i convertir el CO2 en pedra calcària sòlida (carbonat de calci). La calç sodada és una barreja d'hidròxids de calci i de sodi utilitzada pels bussejadors, submarins i altres entorns respiratoris tancats per filtrar l'aire exhalat i evitar qualsevol acumulació perillosa de CO2. L'aire es pot reciclar diverses vegades. Per exemple, els respiradors per a submarinistes els permeten quedar-se submarí durant molt de temps, cosa que d'altra manera és impossible.
Un mètode únic que requereix menys energia
A partir d'aquesta comprensió, van desenvolupar un cicle de separació de CO2 que utilitzava una solució aquosa BIG. En aquest mètode de captura de carboni en particular, van fer passar el gas de combustió a través de la solució que va fer que les molècules de CO2 s'unís al sorbent BIG i aquesta unió les cristal·litzaria en un tipus sòlid de orgànic calcària. Quan aquests sòlids s'escalfaven a 120 graus centígrads, s'alliberaria CO2 lligat que després es podria emmagatzemar. Com que aquest procés es produeix a temperatures relativament més baixes en comparació amb els mètodes de captura de carboni existents, l'energia necessària per al procés es redueix. I, el sorbent sòlid es podria dissoldre de nou aigua i reciclat per a la seva reutilització.
Les tecnologies actuals de captura de carboni tenen molts problemes persistents com ara problemes d'emmagatzematge, alt cost energètic, etc. El problema principal és l'ús d'sorbents líquids que s'evaporen o es descomponen amb el temps i també requereixen almenys el 60 per cent de l'energia total per escalfar-los, que és molt alt. El sorbent sòlid de l'estudi actual va superar la limitació energètica perquè el CO2 es captura d'una sal de bicarbonat sòlida cristal·litzada que requeria al voltant d'un 24 per cent menys d'energia. Tampoc hi va haver pèrdua de sorbent fins i tot després de 10 cicles consecutius. Aquesta menor necessitat d'energia pot reduir els costos de la captura de carboni i, si tenim en compte milers de milions de tones de CO2, aquest mètode pot tenir un gran impacte en anul·lar les emissions d'efecte hivernacle mitjançant una captura adequada.
Una limitació d'aquest estudi és la capacitat relativament baixa de CO2 i la taxa d'absorció que es deu a la solubilitat limitada del sorbent BIG en aigua. Els investigadors estan buscant combinar dissolvents tradicionals com els aminoàcids amb aquests sorbents GRAN per abordar aquesta limitació. L'experiment actual s'ha fet a petita escala en què es va eliminar el 99 per cent de CO2 dels gasos d'escapament. El procés s'ha d'optimitzar encara més perquè es pugui ampliar per capturar almenys una tona de CO2 cada dia i de qualsevol tipus d'emissió. El mètode ha de ser robust en el maneig de contaminacions en les emissions. L'objectiu final d'una tecnologia de captura de carboni seria capturar directament el CO2 de l'atmosfera mitjançant un mètode assequible i eficient energèticament.
***
Font (s)
Williams N et al. 2019. Captura de CO2 mitjançant dímers cristal·lins de bicarbonat enllaçats amb hidrogen. Chem.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025
***
