Alrededor del 2800 a. C. los antiguos habitantes de Ur, Mesopotamia hizo un descubrimiento que cambiaría la civilización. Aprendieron que si mezclaban cobre y estaño en una aleación, el nuevo material compuesto era más resistente, más útil, y más valiosa que cualquier sustancia artificial hasta la fecha. Dio su nombre a toda la época que revolucionó. Bronce.
Más de 4000 años después, en un estudio publicado en Energía de la naturaleza este mes, investigadores del Instituto de Ciencias Integradas del Material Celular de la Universidad de Kioto (iCeMS), Imperial College de Londres y City University of Hong Kong, revelan cómo están utilizando este método ancestral para desarrollar nuevos materiales igualmente revolucionarios que abordarán uno de los enormes problemas que afectan al siglo XXI:cómo capturar y almacenar dióxido de carbono.
"Es fácil pasar por alto la enorme escala del problema, "explica el profesor Easan Sivaniah, quien dirigió el estudio sobre el desarrollo de membranas de matriz mixta (MMM), los súper filtros de polímero delgado de alta ingeniería que potencialmente revolucionarán la tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CCS). Las centrales eléctricas de carbón más grandes pueden emitir suficiente dióxido de carbono en un solo día para llenar la Gran Pirámide de Giza 12 veces. Y hay más de cinco mil grandes centrales eléctricas basadas en combustibles fósiles, con una potencia media de unos 500 megavatios, operando globalmente con más en línea. Que es un volumen fenomenal de gas de efecto invernadero para separar y almacenar.
"Hasta ahora, las tecnologías de membranas de polímero para aplicaciones de separación de gases no han estado a la altura de la tarea, "Dice Sivaniah. O son demasiado lentos, o como revela el periódico, en el caso de polímeros de alta permeabilidad, rara vez generan suficiente "selectividad" - la capacidad de separar gases - para la captura de CO2 energéticamente eficiente. Esto tiene importantes implicaciones de costos para la implementación de tecnologías de membranas en proyectos de captura de carbono a gran escala.
Ahí está el problema. En un estudio publicado en 2016 en Energía de la naturaleza , David M. Rainer de la Judge Business School de la Universidad de Cambridge, demostró cómo la gran mayoría de los proyectos de demostración de CCS de miles de millones de dólares iniciados en América del Norte, la Unión Europea y Australia en el apogeo del optimismo de la CAC en 2005-2009 ahora se encuentran en ruinas.
"Para que CCS comience a desempeñar un papel más importante en la realidad en lugar de simplemente en los modelos de implementación futura, "Rainer concluye, "Es imperativo empezar a diferenciar tecnologías cada vez más y menos costosas [si] CCS va a emerger de su propio Valle de la Muerte".
Prof. Tatsuo Masuda, el ex líder del proyecto de "The Carbon Management Coalition (CMC)", una iniciativa del Consejo de la Agenda Global para la Descarbonización de la Energía en el marco del Foro Económico Mundial, enfatiza:"Tecnologías emergentes de las universidades más avanzadas, como los desarrollados por el profesor Sivaniah en Kioto, que abordan los desafíos de rendimiento y costos en CCS, debe acelerarse hacia actividades piloto y de implementación, ya que la necesidad de tales avances tecnológicos es la mayor que jamás haya existido. Es clave ".
"Como aquellos antiguos mesopotámicos, cuando nos enfrentamos a nuevas demandas, necesitábamos nuevos materiales revolucionarios, "explica Sivaniah. El grupo, muy consciente de los problemas de asequibilidad, así como la velocidad y la selectividad, se volvió a MOF. Estos son los aditivos nanométricos de los que fue pionero el destacado científico japonés Susumu Kitagawa. Incorporando estas revolucionarias partículas nanométricas en un polímero de última generación, PIM-1 descubierto originalmente en la Universidad de Manchester por los profesores Peter Budd y Neil McKeown, el equipo internacional ha logrado crear membranas de matriz mixta (MMM) con mejoras sustanciales de selectividad.
"Hemos mejorado enormemente sus capacidades, lo que significa que potencialmente podemos traer enormes reducciones de costos a los programas de CCS a gran escala. Una reducción de diez veces en los costos de los grandes proyectos no es inimaginable, lo que bien puede devolver los programas de CAC al ámbito de la aceptabilidad política ".
