Un nuevo proceso elimina el CO2 de las emisiones de las centrales eléctricas que queman carbón de una manera similar a la forma en que funciona la mezcla química que lo neutraliza en los equipos de buceo.
Científicos del ORNL (Oak Ridge National Laboratory) de Estados Unidos ofrecen una estrategia alternativa pero más simple para la captura de carbono, que requiere un 24% menos de energía que las soluciones de referencia industrial. Publican resultados en la revista Chem.
La cal sodada es una mezcla blanquecina sólida de hidróxidos de calcio y sodio que se utiliza en los respiradores de buceo, submarinos, la anestesia y otros entornos de respiración cerrados para prevenir la acumulación venenosa de gas CO2. La mezcla actúa como un sorbente (una sustancia que recolecta otras moléculas), convirtiéndose en carbonato de calcio (piedra caliza) a medida que acumula CO2. El depurador de CO2 del equipo funciona esencialmente de la misma manera para tratar el gas de combustión rico en CO2 que liberan las centrales eléctricas que queman carbón, aunque el avance de la tecnología de captura de carbono no siempre fue su objetivo.
«Al principio nos topamos con esta investigación por accidente», dice en un comunicado el autor principal Radu Custelcean, científico investigador de ORNL. Custelcean y su equipo recientemente «redescubrieron» una clase de compuestos orgánicos llamados bis-iminoguanidinas (BIG), sobre los que informaron por primera vez científicos alemanes a finales del siglo XX y recientemente destacó por su capacidad para unir selectivamente los aniones (iones cargados negativamente).
Los miembros del equipo se dieron cuenta de que la capacidad de los compuestos para unirse y separar los aniones se podía aplicar a los aniones de bicarbonato, lo que los llevó a desarrollar un ciclo de separación de CO2 utilizando una solución BIG acuosa. Con su método de captura de carbono, el gas de combustión se burbujea a través de la solución, haciendo que las moléculas de CO2 se adhieran al absorbente BIG y cristalicen en una especie de piedra caliza orgánica. Este sólido se puede filtrar de la solución y calentar a 120ºC para liberar el CO2 y enviarlo a un almacenamiento permanente. El sorbente sólido puede disolverse en agua y reutilizarse indefinidamente en el proceso.
Cal sodada orgánica que se regenera a menor temperatura
Las tecnologías de vanguardia para la captura de carbono tienen fallos importantes. Muchos usan sorbentes líquidos, que se evaporan o se descomponen con el tiempo y requieren que más del 60% de la energía de regeneración se gaste en calentar el sorbente. Debido a que su enfoque implica capturar CO2 como una sal de bicarbonato cristalizada y liberarlo del estado sólido en lugar de calentar un sorbente líquido, la tecnología del equipo ORNL evita estos problemas. Su giro en la captura de carbono requiere un 24% menos de energía que los sorbentes de referencia industrial. Además, el equipo no observó casi ninguna pérdida de sorbente después de diez ciclos consecutivos.
«La principal ventaja de nuestra ‘cal sodada orgánica’ es que puede regenerarse a temperaturas mucho más bajas y con un consumo de energía significativamente menor en comparación con los depuradores inorgánicos», dice Custelcean. «Se espera que la menor energía que se requiere para la regeneración reduzca significativamente el costo de la captura de carbono, lo cual es crítico considerando que se deben capturar miles de millones de toneladas de CO2 cada año para tener un impacto medible en el clima».
Aunque aún se encuentra en las primeras etapas, Custelcean y su equipo creen que el proceso eventualmente será escalable. Sin embargo, la técnica tiene un bache en la carretera con el que lidiar: su relativamente baja capacidad de CO2 y su tasa de absorción, que provienen de la solubilidad limitada del sorbente BIG en el agua.
«Actualmente, estamos abordando estos problemas combinando el absorbente BIG con los absorbentes tradicionales, como los aminoácidos, para mejorar la capacidad y la tasa de absorción –dice Custelcean–. También estamos ajustando el proceso para que se pueda aplicar a la separación de CO2 directamente de la atmósfera de una manera eficiente en términos de energía y costo».
Fuente: EP