Aunque el uso de energías renovables va en aumento, el carbón y el gas natural todavía representan la mayor parte del suministro de energía de los Estados Unidos. Incluso con controles de contaminación, La quema de estos combustibles fósiles para obtener energía libera una enorme cantidad de dióxido de carbono a la atmósfera, solo en los EE. UU. carbón y gas natural aportaron 1, 713 millones de toneladas métricas de CO ₂ , o el 98 por ciento de todo el CO ₂ emisiones del sector de energía eléctrica en 2017.1 En un esfuerzo por mitigar estos efectos, Los investigadores están buscando formas asequibles de capturar el dióxido de carbono de los gases de escape de las centrales eléctricas.

La investigación dirigida por la Universidad de Pittsburgh y el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) utiliza tecnología de microcápsulas que puede hacer que la captura de carbono después de la combustión sea más barata. más seguro y más eficiente.

"Nuestro enfoque es muy diferente al método tradicional de capturar dióxido de carbono en una central eléctrica, "dijo Katherine Hornbostel, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Escuela de Ingeniería Swanson de Pitt. "En lugar de hacer fluir un disolvente químico por una torre (como el agua por una cascada), estamos poniendo el solvente en microcápsulas diminutas ".

Similar a contener un medicamento líquido en una pastilla, La microencapsulación es un proceso en el que los líquidos están rodeados por una capa sólida.

"En nuestro diseño propuesto de un reactor de captura de carbono, Empaquetamos un montón de microcápsulas en un contenedor y hacemos fluir el gas de escape de la planta de energía a través de él, ", dijo Hornbostel." El calor requerido para los reactores convencionales es alto, lo que se traduce en mayores costos operativos de la planta. Nuestro diseño será una estructura más pequeña y requerirá menos electricidad para operar, reduciendo así los costes ".

Los diseños convencionales también utilizan un solvente de amina agresivo que es caro y puede ser peligroso para el medio ambiente. El diseño de microcápsulas creado por Hornbostel y sus colaboradores en LLNL utiliza una solución que está hecha de un artículo doméstico común.

"Estamos usando bicarbonato de sodio disuelto en agua como solvente, "dijo Hornbostel." Es más barato, mejor para el medio ambiente, y más abundante que los disolventes convencionales. El costo y la abundancia son factores críticos cuando se habla de reactores de 20 metros o más de ancho instalados en cientos de centrales eléctricas ".

Hornbostel explicó que el pequeño tamaño de la microcápsula le da al solvente una gran superficie para un volumen dado. Esta alta superficie hace que el solvente absorba el dióxido de carbono más rápido, lo que significa que se pueden utilizar disolventes de absorción más lenta. "Estas son buenas noticias, "dice Hornbostel, "porque brinda a los solventes más baratos como la solución de bicarbonato de sodio una oportunidad de competir con solventes más costosos y corrosivos".

"Nuestra tecnología y diseño de microcápsulas propuestos son prometedores para la captura de carbono después de la combustión porque ayudan a que los disolventes de reacción lenta sean más eficientes, ", dijo Hornbostel." Creemos que la disminución del costo del solvente combinado con una estructura más pequeña y un menor costo operativo puede ayudar a las centrales eléctricas de carbón y gas natural a mantener las ganancias a largo plazo sin dañar el medio ambiente ".

Hornbostel detalló su modelo en un artículo reciente en Energía aplicada , "Modelado de absorbentes de lecho empacado y fluidizado para captura de carbono con solución de carbonato de sodio microencapsulado" (DOI:10.1016 / j.apenergy.2018.11.027).