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Un equipo internacional codirigido por un investigador de química de la Universidad Estatal de Oregón ha descubierto una mejor manera de eliminar el dióxido de carbono de las emisiones de las chimeneas. que podría ser clave para mitigar el cambio climático global.
Publicado hoy en Naturaleza , los hallazgos son importantes porque el CO atmosférico 2 ha aumentado un 40 por ciento desde los albores de la era industrial, contribuyendo en gran medida al calentamiento del planeta.
Kyriakos Stylianou del OSU College of Science y colegas de la École Polytechnique fédérale de Lausanne, Universidad Heriot-Watt en Escocia, la Universidad de Ottawa, y la Universidad de Granada en España utilizaron la minería de datos como trampolín para sumergirse en un desafío clave:lidiar con la porción de agua de los gases de las chimeneas que complica enormemente la eliminación del CO 2 .
La minería de datos involucró a cientos de miles de nanomateriales conocidos como marcos orgánicos metálicos, generalmente abreviado como MOF. Los MOF tienen el potencial de interceptar, por adsorción, CO 2 moléculas a medida que los gases de combustión salen de la chimenea.
Los gases de combustión se pueden secar, pero eso agrega un gasto significativo al CO 2 proceso de captura.
"Hay un sinnúmero de MOF estructural y químicamente distintos, pero el desafío con la mayoría de ellos es que no funcionan bien cuando se someten a pruebas con gases de combustión realistas, "Stylianou dijo." El agua en los gases de combustión compite con el CO 2 para los mismos sitios de adsorción, lo que significa que esos MOF no se limpian de forma selectiva como queremos ".
Examinando más de 325, 000 MOF en una biblioteca digital, los científicos identificaron diferentes tipos de CO 2 sitios de unión, que llamaron "adsorbaphores, "que mantendrían su selectividad en presencia de agua.
Luego en el laboratorio Estudiante de doctorado de Stylianou, Arunraj Chidambaram, hizo dos de los MOF que contenían un adsorbáforo hidrófobo (repelente al agua) que constaba de dos núcleos aromáticos y los probó. Los científicos descubrieron que no solo el rendimiento de separación de los MOF no se veía afectado por el agua, también superaron a algunos de los CO 2 materiales de eliminación actualmente en el mercado como carbón activado y zeolita 13X.
"Pasamos del diseño a la síntesis y la aplicación, ", Dijo Stylianou." Usamos cálculos para descubrir sitios activos para CO 2 capturar. Los MOF funcionaron de manera óptima para el CO de humos húmedos 2 capturar porque estos MOF tienen dos sitios distintos en sus estructuras; uno para agua y otro para CO 2 , y por lo tanto, CO 2 y las moléculas de agua no compiten entre sí ".
Más investigación, él agregó, analizará la escala:cómo hacer y probar los MOF en el tipo de alcance requerido por el desafío de gran magnitud de CO industrial 2 las emisiones representan.
Según la Administración Nacional Atmosférica y Oceánica, la concentración de dióxido de carbono atmosférico promedio mundial en 2018 fue de 407,4 partes por millón, más alto que en cualquier momento en al menos 800, 000 años.
Los combustibles fósiles como el carbón y el petróleo contienen carbono que las plantas extrajeron de la atmósfera mediante la fotosíntesis durante millones de años. Ese mismo carbono ahora se está devolviendo a la atmósfera en cuestión de cientos de años porque los combustibles fósiles se están quemando para obtener energía. incluso por fábricas y otras instalaciones industriales a gran escala.
La tasa anual de aumento del CO atmosférico 2 durante las últimas seis décadas es aproximadamente 100 veces más rápido que los aumentos resultantes de causas naturales, como los que sucedieron después de la última edad de hielo más de 10, 000 años atrás, según NOAA.
A diferencia del oxígeno o el nitrógeno, que representan la mayor parte de la atmósfera, Los gases de efecto invernadero absorben el calor y lo liberan gradualmente con el tiempo. Sin esos gases de efecto invernadero, La temperatura media anual del planeta estaría por debajo del punto de congelación en lugar de alrededor de 60 grados Fahrenheit, pero los niveles demasiado altos de gases de efecto invernadero provocan un desequilibrio en el presupuesto energético de la Tierra.
