Los científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) del Departamento de Energía han desarrollado un proceso que elimina el CO2 de las emisiones de las centrales eléctricas que queman carbón de una manera similar a cómo funciona la cal sodada en los respiradores de buceo. Su investigación, publicado el 31 de enero en la revista Chem , ofrece una estrategia alternativa pero más sencilla para la captura de carbono y requiere un 24% menos de energía que las soluciones de referencia industrial.

La cal sodada es una mezcla sólida de color blanquecino de hidróxidos de calcio y sodio que se utiliza en los respiradores de buceo. submarinos, anestesia, y otros entornos de respiración cerrados para evitar la acumulación venenosa de gas CO2. La mezcla actúa como sorbente (una sustancia que recoge otras moléculas), convirtiéndose en carbonato de calcio (piedra caliza) a medida que acumula CO2. El depurador de CO2 del equipo de ORNL funciona esencialmente de la misma manera para tratar el gas de combustión rico en CO2 liberado por las centrales eléctricas de carbón, aunque el avance de la tecnología de captura de carbono no siempre fue su objetivo.

"Inicialmente nos topamos con esta investigación por accidente, "dice el autor principal Radu Custelcean, un científico investigador en ORNL.

Custelcean y su equipo "redescubrieron" recientemente una clase de compuestos orgánicos llamados bis-iminoguanidinas (BIG), que fueron reportados por primera vez por científicos alemanes a principios del siglo XX y recientemente notados por su capacidad para unir selectivamente aniones (iones cargados negativamente). Los miembros del equipo se dieron cuenta de que la capacidad de los compuestos para unirse y separar aniones podría aplicarse a los aniones bicarbonato. llevándolos a desarrollar un ciclo de separación de CO2 utilizando una solución acuosa BIG. 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 GRANDE y cristalicen en una especie de piedra caliza orgánica. Este sólido se puede filtrar de la solución y calentar a 120 grados C para liberar el CO2 y enviarlo a un almacenamiento permanente. El sorbente sólido se puede disolver en agua y reutilizar en el proceso de forma indefinida.

Las tecnologías de captura de carbono de última generación tienen grandes defectos. Muchos usan sorbentes líquidos, que se evaporan o 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 cristalizado 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 industriales. Más, el equipo no observó casi ninguna pérdida de sorbente después de diez ciclos consecutivos.

"La principal ventaja de nuestra 'cal sodada orgánica' es que se puede regenerar 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 requerida para la regeneración reduzca significativamente el costo de captura de carbono, lo cual es fundamental considerando que se deben capturar miles de millones de toneladas de CO2 cada año para tener un impacto mensurable en el clima ".

Aunque todavía se encuentra en las primeras etapas, Custelcean y su equipo creen que el proceso eventualmente será escalable. Sin embargo, la técnica tiene un bache con el que lidiar:su capacidad y tasa de absorción de CO2 relativamente bajas, que provienen de la solubilidad limitada del sorbente GRANDE en agua.

"Actualmente estamos abordando estos problemas combinando el sorbente GRANDE con sorbentes 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 energéticamente eficiente y rentable ".