Por Tom Howarth, de Newsweek
Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han desarrollado una innovadora célula electroquímica que convierte de manera eficiente el dióxido de carbono (CO2) capturado en formiato, un combustible ecológico.
Este nuevo sistema, cuyos resultados se publicaron en la revista EES Catalysis, tiene el potencial de abordar uno de los desafíos más críticos de la captura de carbono: encontrar usos prácticos para el CO2 capturado y, al mismo tiempo, garantizar la eficiencia energética.
«La captura y utilización del carbono para convertir el CO2 atmosférico en productos químicos y combustibles útiles es esencial para lograr un futuro de emisiones neutras o negativas en carbono», escribieron los investigadores en el estudio. Sin embargo, la cuestión de qué hacer con el CO2 capturado sigue siendo un desafío persistente.
Normalmente, el CO2 capturado se almacena bajo tierra, pero los científicos están trabajando en formas de convertirlo en algo más útil. Un enfoque prometedor es convertir el CO2 en combustibles respetuosos con el medio ambiente, como el formiato, que se puede utilizar en pilas de combustible para generar energía de forma similar al hidrógeno.
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Los formatos ya se producen en grandes cantidades para su uso como descongelantes de carreteras y aceras, y son seguros, no combustibles y fáciles de manipular y almacenar, lo que supone ventajas significativas con respecto a otros combustibles sostenibles como el hidrógeno y el metanol.
Se pueden conservar en tanques de acero normales y mantienen su estabilidad durante meses o incluso años, lo que los hace muy duraderos y prácticos para su uso a largo plazo.
Los usos podrían ir desde unidades de energía domésticas hasta escalas industriales, según investigadores del MIT y la Universidad de Harvard que han trabajado anteriormente en el proceso.
Los métodos actuales de conversión de CO2 en formato suelen requerir gas de CO2 puro y presurizado. Sin embargo, este proceso consume mucha energía y es ineficiente, lo que lo hace poco práctico para un uso industrial generalizado.
Una solución más prometedora es el uso de captura reactiva de carbono (RCC), que implica disolver el CO2 en soluciones alcalinas, como el bicarbonato, y convertirlo directamente en iones de formato. El reto ha sido crear una celda electroquímica que pueda producir selectivamente iones de formato sin desencadenar reacciones secundarias indeseables, como la producción de hidrógeno.
El descubrimiento marca un nuevo paso adelante en la solución de este problema. La celda electroquímica del equipo cuenta con una membrana porosa hecha de éster de celulosa que separa los electrodos de la membrana electrolítica de polímero.
Este diseño mejora la capacidad de la celda para convertir selectivamente iones de bicarbonato en iones de formato. El proceso implica que los iones de hidrógeno pasen a través de la membrana electrolítica y reaccionen con los iones de bicarbonato en la capa porosa para producir CO2, que luego se convierte de manera eficiente en iones de formato.
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La celda del equipo demostró una eficiencia faradaica del 85 por ciento, lo que significa que el 85 por ciento de los electrones utilizados en el proceso se convirtieron con éxito en formato en lugar de otros subproductos, una mejora en los diseños existentes.
La celda también fue más duradera que otras técnicas, funcionando de manera eficiente durante más de 30 horas y logrando una conversión casi completa de bicarbonato en formato. Una vez que se elimina el agua de la solución, el resultado es un combustible de formato sólido y cristalino.
«Teniendo en cuenta las demandas de la tecnología para el cambio climático, mejoras como esta en el funcionamiento eficiente de las celdas electroquímicas prometen tener un gran impacto», afirmó el equipo en un comunicado. Esperan que el nuevo electrolizador pueda ser una opción viable para la sociedad en su transición hacia un futuro más ecológico.
Publicado en cooperación con Newsweek
