Las miles de toneladas métricas de dióxido de carbono (CO2) emitidas por las centrales eléctricas cada año no tienen que ir a la atmósfera. Los investigadores son optimistas de que en la próxima década seremos capaces de capturar de forma asequible los residuos de CO2 y convertirlos en moléculas útiles para la materia prima. biocombustibles, productos farmacéuticos, o combustibles renovables. El 29 de marzo en la revista Joule , un equipo de científicos canadienses y estadounidenses describe su visión de lo que deberíamos hacer con CO2 y cómo podemos hacerlo.

"Similar a cómo una planta toma dióxido de carbono, luz del sol, y agua para fabricar azúcares, Estamos interesados ​​en utilizar la tecnología para tomar energía del sol u otras fuentes renovables para convertir el CO2 en pequeñas moléculas de bloques de construcción que luego pueden actualizarse utilizando medios tradicionales de la química para uso comercial. "dice Phil De Luna, candidato a doctorado en ciencia de materiales. "Nos inspiramos en la naturaleza y lo hacemos de manera más rápida y eficiente".

De Luna es el primer autor del artículo junto con el becario postdoctoral Oleksandr Bushuyev, ambos son miembros del Edward Sargent Lab de la Universidad de Toronto. Sargent, el autor principal, es profesor en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática.

Su análisis identificó una serie de posibles moléculas pequeñas que tienen sentido económico y podrían hacerse mediante la conversión del CO2 capturado. Para necesidades de almacenamiento de energía, hidrógeno, metano, y el etano podría utilizarse en biocombustibles. Adicionalmente, el etileno y el etanol podrían servir como componentes básicos para una variedad de bienes de consumo, y el ácido fórmico derivado de CO2 podría ser utilizado por la industria farmacéutica o como combustible en pilas de combustible.

Si bien las tecnologías actuales que pueden capturar los desechos de CO2 aún están en pañales, con nuevas empresas emergentes que actualmente desarrollan estrategias para uso comercial, los investigadores prevén que las próximas décadas traerán mejoras importantes para hacer realidad la captura y conversión de CO2. Dentro de 5 a 10 años, La electrocatálisis, que estimula las reacciones químicas a través de la electricidad, podría ser una forma de entrar en este proceso. Y 50 años o más en el futuro, las máquinas moleculares o la nanotecnología podrían impulsar la conversión.

"Esta sigue siendo tecnología para el futuro, "dice Bushuyev, "pero es teóricamente posible y factible, y estamos entusiasmados con su ampliación e implementación. Si continuamos trabajando en esto, es cuestión de tiempo antes de que tengamos centrales eléctricas donde se emita CO2, capturado y convertido ".

Los autores son conscientes de las limitaciones de la captura y conversión de carbono. Primero, ha sido criticado por no ser económicamente viable, particularmente debido al costo de la electricidad para hacer que estas reacciones químicas tengan lugar, pero esto probablemente disminuirá a medida que la energía renovable se generalice con el tiempo. Segundo, hay pocas fábricas con una alta huella de carbono que emitan CO2 puro, que es necesario para la conversión, pero se está desarrollando tecnología que podría ayudar con este problema.

"La motivación para escribir este artículo es que queríamos tener una idea clara de si esto podría ser económicamente viable, y si vale la pena invertir en él, ", Dice De Luna." Este documento muestra un camino para lo que podemos hacer con la conversión de dióxido de carbono en las próximas décadas ".

Muchas ideas para el análisis se desarrollaron en colaboración con Ling Tao, Genevieve Saur, y Jao van de Lagemaat en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable de EE. UU.