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    Transformar el carbono atmosférico en materiales de utilidad industrial

    Crédito: Avances RSC (2021). DOI:10.1039 / d1ra00954k

    Las plantas no tienen paralelo en su capacidad para capturar CO 2 desde el aire, pero este beneficio es temporal, a medida que los cultivos sobrantes liberan carbono a la atmósfera, principalmente a través de la descomposición. Los investigadores han propuesto una e incluso útil, destino de este carbono capturado al convertir las plantas en un valioso material industrial llamado carburo de silicio (SiC), lo que ofrece una estrategia para convertir un gas de efecto invernadero atmosférico en un material económico e industrialmente valioso.

    En un nuevo estudio, publicado en la revista Avances RSC el 27 de abril 2021, Los científicos del Instituto Salk transformaron el tabaco y las hojas de maíz en SiC y cuantificaron el proceso con más detalle que nunca. Estos hallazgos son cruciales para ayudar a los investigadores, como miembros de la Iniciativa de Aprovechamiento de Plantas de Salk, Evaluar y cuantificar las estrategias de secuestro de carbono para mitigar potencialmente el cambio climático como CO 2 los niveles continúan aumentando a niveles sin precedentes.

    "El estudio ofrece una explicación muy cuidadosa de cómo se fabrica esta valiosa sustancia y cuántos átomos de carbono se han extraído de la atmósfera. Y con ese número, puede comenzar a extrapolar qué papel podrían desempeñar las plantas en la mitigación de los gases de efecto invernadero y al mismo tiempo convertir un subproducto industrial, CO 2 , en materiales valiosos mediante el uso de sistemas naturales como la fotosíntesis, "dice el coautor corresponsal y profesor de Salk Joseph Noel.

    Sic, también conocido como carborundo, es un material ultraduro utilizado en cerámica, papel de lija, semiconductores y LED. El equipo de Salk utilizó un método informado anteriormente para transformar material vegetal en SiC en tres etapas contando los carbonos en cada paso:Primero, los investigadores cultivaron tabaco, elegido por su corta temporada de crecimiento, de semilla. Luego congelaron y molieron las plantas cosechadas en polvo y las trataron con varios productos químicos, incluido un compuesto que contiene silicio. En la tercera y última etapa, las plantas en polvo se petrificaron (se convirtieron en una sustancia pedregosa) para producir SiC, un proceso que implica calentar el material hasta 1600 C.

    "La parte gratificante fue que pudimos demostrar cuánto carbono se puede secuestrar de los productos de desecho agrícolas como las hojas de maíz mientras producimos un valioso, material verde producido típicamente a partir de combustibles fósiles, "dice la primera autora Suzanne Thomas, un investigador del personal de Salk.

    A través del análisis elemental de los polvos vegetales, los autores midieron un 50, 000 veces mayor en el carbono secuestrado de la semilla a la planta cultivada en laboratorio, demostrando la eficiencia de las plantas para reducir el carbono atmosférico. Al calentar a altas temperaturas para la petrificación, el material vegetal pierde algo de carbono como una variedad de productos de descomposición pero finalmente retiene alrededor del 14 por ciento del carbono capturado por la planta.

    Los investigadores calcularon que el proceso para producir 1,8 g de SiC requería alrededor de 177 kW / h de energía, y la mayor parte de esa energía (70 por ciento) se utiliza para el horno en la etapa de petrificación. Los autores señalan que los procesos de fabricación actuales de SiC conllevan costes energéticos comparables. Entonces, si bien la energía de producción requerida significa que el proceso de planta a SiC no es neutro en carbono, el equipo sugiere que las nuevas tecnologías creadas por empresas de energía renovable podrían reducir los costos de energía.

    "Este es un paso hacia la fabricación de SiC en un enfoque ambientalmente responsable, "dice el coautor corresponsal y científico visitante de Salk, James La Clair.

    Próximo, el equipo espera explorar este proceso con una variedad más amplia de plantas, en particular plantas como la cola de caballo o el bambú, que contienen de forma natural grandes cantidades de silicio.


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