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El CO₂ generado por el hombre es uno de los principales impulsores del cambio climático. Si bien la captura directa de aire históricamente se ha centrado en los gases de combustión de alta concentración de las centrales eléctricas, ahora un material innovador parece prometedor para extraer CO₂ de niveles mucho más bajos que se encuentran en el aire exterior cotidiano.
En una publicación reciente de Nature, investigadores de la Universidad de California en Berkeley, en colaboración con colegas de Chicago y Alemania, describieron el COF-999, una estructura orgánica covalente robusta que captura CO₂ del aire ambiente. COF-999 se basa en algunos de los enlaces químicos más fuertes conocidos (dobles enlaces covalentes carbono-nitrógeno y carbono-carbono) y sus poros están funcionalizados con aminas, lo que mejora la absorción de CO₂.
"Colocamos un polvo fino del material en un tubo y hicimos fluir aire exterior de Berkeley (entre 410 y 517 partes por millón) a través de él. Después de 100 ciclos, el material no mostró degradación visible y eliminó el CO₂ por completo del aire", dijo Omar Yaghi, profesor de química de la Cátedra James y Neeltje Tretter de UC Berkeley y autor principal del estudio.
El resultado es un material con un rendimiento sin precedentes en la captura directa de aire. Su capacidad para unir CO₂ en concentraciones ambientales ofrece una nueva vía para mantener el CO₂ atmosférico por debajo de 450 ppm, un umbral que, según los científicos, es necesario para evitar los peores impactos climáticos.
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Zihui Zhou, primer autor y estudiante de posgrado de UC Berkeley, explicó que si bien el CO₂ atmosférico está actualmente por encima de 420 ppm, se prevé que la concentración alcance entre 500 y 550 ppm antes de que se implementen por completo las tecnologías de captura de gases de combustión. Para volver a los niveles preindustriales (alrededor de 400 ppm o menos), la captura directa de aire será esencial.
Sorprendentemente, menos de 0,5 libras de COF-999 pueden absorber la misma cantidad de CO₂ que un árbol maduro secuestra en un año, restaurando potencialmente los niveles atmosféricos a los observados hace un siglo. El material también captura CO₂ diez veces más rápido que los sistemas de captura directa de aire existentes y lo libera a temperaturas más bajas, lo que mejora la eficiencia energética.
Además, la última versión de COF-999 ha soportado 300 ciclos continuos de captura y liberación sin pérdida de capacidad, lo que indica una durabilidad que podría soportar miles de ciclos a lo largo de su vida útil. Yaghi señaló que el equipo prevé duplicar la capacidad del material para 2025.
