Investigadores han utilizado metales líquidos para convertir el dióxido de carbono de nuevo en carbón sólido, en un primer avance mundial que podría transformar el enfoque de captura y almacenamiento de carbono. El equipo de científicos, dirigido por la Universidad RMIT en Melbourne, Australia, ha desarrollado una nueva técnica que puede convertir eficientemente el CO2 de un gas en partículas sólidas de carbono.
Publicada en la revista 'Nature Communications', la investigación ofrece una ruta alternativa para eliminar de manera segura y permanente los gases de efecto invernadero de la atmósfera terrestre. Las tecnologías actuales para la captura y el almacenamiento de carbono se centran en comprimir el CO2 en una forma líquida, transportarlo a un sitio adecuado e inyectarlo bajo tierra.
Pero la implementación se ha visto obstaculizada por los desafíos de ingeniería, los problemas relacionados con la viabilidad económica y las preocupaciones ambientales sobre posibles fugas de los sitios de almacenamiento. El doctor Torben Daeneke, investigador de RMIT, dice que convertir el CO2 en un sólido podría ser un enfoque más sostenible.
"Aunque no podemos retroceder el tiempo literalmente, convertir el dióxido de carbono en carbón y enterrarlo nuevamente en el suelo es un poco como rebobinar el reloj de emisiones", afirma Daeneke, miembro de DECRA del Consejo de Investigación de Australia.
"Hasta la fecha, el CO2 solo se ha convertido en un sólido a temperaturas extremadamente altas, lo que lo hace industrialmente inviable --explica--. Al utilizar metales líquidos como catalizador, hemos demostrado que es posible convertir el gas en carbono a temperatura ambiente, en un proceso que es eficiente y escalable. Aunque se necesita hacer más investigación, es un primer paso crucial para suministrar un almacenamiento sólido de carbono".
CÓMO FUNCIONA LA CONVERSIÓN EN CARBONO
La autora principal, la doctora Dorna Esrafilzadeh, investigadora adjunta de la vicerrectora en la Escuela de Ingeniería de RMIT, desarrolló la técnica electroquímica para capturar y convertir el CO2 atmosférico en carbono sólido almacenable. Para convertir el CO2, los científicos diseñaron un catalizador de metal líquido con propiedades de superficie específicas que lo hicieron extremadamente eficiente en la conducción de electricidad mientras activaban químicamente la superficie.
El dióxido de carbono se disuelve en un vaso lleno de líquido electrolítico y una pequeña cantidad de metal líquido, que luego se carga con una corriente eléctrica. El CO2 se convierte lentamente en escamas sólidas de carbono, que se separan naturalmente de la superficie del metal líquido, lo que permite la producción continua de sólidos carbonosos.
Esrafilzadeh dice que el carbono producido también podría usarse como un electrodo. "Un beneficio adicional del proceso es que el carbón puede contener la carga eléctrica, convirtiéndose en un supercapacitador, por lo que podría potencialmente utilizarse como un componente en futuros vehículos --señala--. El proceso también produce combustible sintético como subproducto, que también podría tener aplicaciones industriales".
La investigación, que se realizó en el Centro de Investigación MicroNano de RMIT y en el Centro de Microscopía y Microanálisis de RMIT, con el investigador principal, el profesor Kourosh Kalantar-Zadeh, entonces en RMIT y ahora en la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW, por sus siglas en inglés), cuenta con el apoyo del Centro de Investigación Australiana del Centro para Futuras Tecnologías de Energía Electrónica de Bajo Consumo (FLEET, por sus siglas en inclés) y el Centro ARC de Excelencia para la Ciencia de los Electromateriales (ACES, por sus siglas en inglés).
La colaboración contó con investigadores de Alemania (Universidad de Munster), China (Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Nanjing), Estados Unidos (Universidad Estatal de Carolina del Norte) y Australia (UNSW, Universidad de Wollongong, Universidad de Monash y QUT).
