El doctor egresado del MIT Sahag Voskian, desarrolló durante su doctorado, junto a T. Alan Hatton y Ralph Landau profesores de Ingeniería Química, una nueva forma de eliminar el dióxido de carbono de una corriente de aire podría proporcionar una herramienta importante en la batalla contra el cambio climático.
Este nuevo sistema puede funcionar con el gas en prácticamente cualquier nivel de concentración, incluso hasta las aproximadamente 400 partes por millón que se encuentran actualmente en la atmósfera. Considerando que la mayoría de los métodos para eliminar el dióxido de carbono de una corriente de gas requieren concentraciones más altas, se han desarrollado variaciones que pueden funcionar en bajas concentraciones, pero este nuevo método consume menos energía y costos según los investigadores.
La nueva técnica fue publicada en un artículo de la revista Energy and Environmental Science y consiste en pasar aire a través de una pila de placas electroquímicas cargadas. El dispositivo es una batería grande y especializada que absorbe dióxido de carbono del aire (u otra corriente de gas) que pasa sobre sus electrodos a medida que se carga, y luego libera el gas a medida que se descarga. En funcionamiento, mediante carga y descarga, el dispositivo sopla aire fresco o gas de alimentación a través del sistema durante el ciclo de carga, y luego se expulsaría el dióxido de carbono puro y concentrado durante la descarga.
Mientras la batería se carga se produce una reacción electroquímica en la superficie de cada una de las pilas de electrodos. Los electrodos tienen una afinidad natural por el dióxido de carbono y reaccionan fácilmente con sus moléculas en la corriente de aire o en el gas de alimentación, incluso cuando está presente en concentraciones muy bajas.
“La mayor ventaja de esta tecnología sobre la mayoría de las otras tecnologías de captura o absorción de carbono es la naturaleza binaria de la afinidad del adsorbente con el dióxido de carbono”, explica Voskian.
Cuando se han usado otras reacciones, se requieren pasos intermedios de procesamiento químico, pero la afinidad binaria permite la captura de cualquier concentración, incluidas 400 partes por millón, y permite su liberación en cualquier corriente portadora, incluido el 100 por ciento de CO2, de acuerdo con los ingenieros.
La nueva técnica se considera revolucionaria porque ocurre en condiciones ambientales, no hay necesidad de entrada térmica, de presión o química. Solo se necesitan estas láminas muy delgadas, con ambas superficies activas, que pueden apilarse en una caja y conectarse a una fuente de electricidad.
“En mis laboratorios, nos hemos esforzado por desarrollar nuevas tecnologías para abordar una variedad de problemas ambientales que evitan la necesidad de fuentes de energía térmica, cambios en la presión del sistema o la adición de productos químicos para completar los ciclos de separación y liberación”, dice Hatton. “Esta tecnología de captura de dióxido de carbono es una demostración clara del poder de los enfoques electroquímicos que requieren solo pequeños cambios de voltaje para impulsar las separaciones”.
En el laboratorio, el equipo ha demostrado que el sistema puede soportar al menos 7,000 ciclos de carga y descarga, con una pérdida de eficiencia del 30 por ciento durante ese tiempo. Esperan poder mejorar estos tiempos a 20,000 y hasta 50,000 ciclos.
