Los investigadores han utilizado metales líquidos para convertir el dióxido de carbono en carbón sólido, en un avance mundial que podría transformar nuestro enfoque de captura y almacenamiento de carbono.

El equipo de investigación dirigido por la Universidad RMIT en Melbourne, Australia, han desarrollado una nueva técnica que puede convertir eficientemente el CO2 de un gas en partículas sólidas de carbono.

Publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza , la investigación ofrece una vía alternativa para eliminar de forma segura y permanente los gases de efecto invernadero de nuestra atmósfera.

Las tecnologías actuales para la captura y almacenamiento de carbono se centran en comprimir el CO2 en forma líquida, transportarlo a un lugar adecuado e inyectarlo bajo tierra.

Pero la implementación se ha visto obstaculizada por desafíos de ingeniería, problemas relacionados con la viabilidad económica y preocupaciones ambientales sobre posibles fugas de los sitios de almacenamiento.

El investigador de RMIT, el Dr. Torben Daeneke, dijo que convertir el CO2 en un sólido podría ser un enfoque más sostenible.

"Si bien no podemos literalmente retroceder en el tiempo, convertir el dióxido de carbono en carbón y enterrarlo de nuevo en el suelo es un poco como rebobinar el reloj de emisiones, "Daeneke, un becario DECRA del Consejo de Investigación de Australia, dijo.

"Hasta la fecha, El CO2 solo se ha convertido en sólido a temperaturas extremadamente altas, haciéndolo industrialmente inviable.

"Al utilizar metales líquidos como catalizador, hemos demostrado que es posible volver a convertir el gas en carbono a temperatura ambiente, en un proceso que es eficiente y escalable.

"Si bien es necesario realizar más investigaciones, es un primer paso crucial para ofrecer un almacenamiento sólido de carbono ".

Cómo funciona la conversión de carbono

Autor principal, Dra. Dorna Esrafilzadeh, becario de investigación del vicerrector en la Escuela de Ingeniería de RMIT, desarrolló la técnica electroquímica para capturar y convertir el CO2 atmosférico en carbono sólido almacenable.

Para convertir CO2, los investigadores diseñaron un catalizador de metal líquido con propiedades superficiales específicas que lo hicieron extremadamente eficiente para conducir electricidad mientras activaban químicamente la superficie.

El dióxido de carbono se disuelve en un vaso de precipitados lleno de un electrolito líquido y una pequeña cantidad del metal líquido. que luego se carga con una corriente eléctrica.

El CO2 se convierte lentamente en copos sólidos de carbono, que se desprenden naturalmente de la superficie del metal líquido, permitiendo la producción continua de sólidos carbonosos.

Esrafilzadeh dijo que el carbono producido también podría usarse como electrodo.

"Un beneficio secundario del proceso es que el carbono puede contener carga eléctrica, convirtiéndose en un supercondensador, por lo que potencialmente podría usarse como un componente en vehículos futuros ".

"El proceso también produce combustible sintético como subproducto, que también podría tener aplicaciones industriales ".

La investigación se llevó a cabo en la instalación de investigación MicroNano de RMIT y la instalación de microscopía y microanálisis de RMIT, con el investigador principal, Miembro honorario RMIT y ARC Laureate, Profesor Kourosh Kalantar-Zadeh (ahora UNSW).

La investigación cuenta con el apoyo del Centro Australiano del Consejo de Investigación para Tecnologías Futuras de Electrónica de Baja Energía (FLEET) y el Centro de Excelencia ARC para Ciencias de Electromateriales (ACES).

La colaboración involucró a investigadores de Alemania (Universidad de Munster), China (Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Nanjing), Estados Unidos (Universidad Estatal de Carolina del Norte) y Australia (UNSW, Universidad de Wollongong, Universidad Monash, QUT).

El artículo se publica en Comunicaciones de la naturaleza ("Reducción de CO2 a temperatura ambiente a especies de carbono sólido en metales líquidos con interfaces de ceria atómicamente delgadas", DOI:10.1038 / s41467-019-08824-8).