Las cadenas poliméricas selectivas de CO2 ancladas en grafeno extraen efectivamente el CO2 de una mezcla de gases de combustión. Crédito:KV Agrawal (EPFL)
CO 2 producido a partir de la quema de combustibles fósiles todavía se libera principalmente a la atmósfera, aumentando la carga del calentamiento global. Una forma de reducir el CO 2 niveles es a través de la captura de carbono, una técnica química que elimina el CO 2 de emisiones ("postcombustión"), impidiendo que entre a la atmósfera. El CO capturado 2 luego puede reciclarse o almacenarse en forma gaseosa o líquida, un proceso conocido como secuestro.
La captura de carbono se puede realizar utilizando membranas de alto rendimiento, que son filtros de polímero que pueden captar específicamente CO 2 de una mezcla de gases, como los emitidos por la chimenea de una fábrica. Estas membranas son respetuosas con el medio ambiente, no generan residuos, pueden intensificar los procesos químicos, y se puede utilizar de forma descentralizada. Ahora se consideran una de las rutas más eficientes desde el punto de vista energético para reducir el CO 2 emisiones.
Los científicos dirigidos por Kumar Varoon Agrawal en EPFL Valais Wallis han desarrollado ahora una nueva clase de membranas de alto rendimiento que supera los objetivos de captura de postcombustión por un margen significativo. Las membranas están basadas en grafeno monocapa con una capa selectiva más fina de 20 nm, y tienen una química altamente sintonizable, lo que significa que pueden allanar el camino para membranas de alto rendimiento de próxima generación para varias separaciones críticas.
Se requiere que las membranas actuales excedan las 1000 unidades de permeación de gas (GPU), y tener un CO 2 / Factor de separación de N2 por encima de 20:esta es una medida de su especificidad de captura de carbono. Las membranas que desarrollaron los científicos de EPFL muestran CO seis veces más alto 2 permeabilidad a las 6, 180 GPU con un factor de separación de 22,5. Las GPU se dispararon hasta 11, 790 cuando los científicos combinaron la porosidad optimizada del grafeno, tamaño de poro, y grupos funcionales (los grupos químicos que realmente reaccionan con CO 2 ), mientras que otras membranas que fabricaron mostraron factores de separación de hasta 57,2.
"Funcionalización del CO 2 -cadenas poliméricas selectivas en grafeno nanoporoso nos permite fabricar CO de espesor nanométrico 2 -membranas selectivas, "dice Agrawal." Esta naturaleza bidimensional de la membrana aumenta drásticamente el CO 2 permeabilidad, haciendo que las membranas sean aún más atractivas para la captura de carbono. El concepto es muy genérico, y de esta manera son posibles varias separaciones de gases de alto rendimiento ".
