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Investigadores de la Universidad de Newcastle han desarrollado una nueva clase de membranas de formación automática para separar el dióxido de carbono de una mezcla de gases.
Funcionando como un filtro de café, deja gases inofensivos, como el nitrógeno, salir a la atmósfera y luego se puede procesar el dióxido de carbono.
El equipo cree que el sistema puede ser aplicable para su uso en procesos de separación de dióxido de carbono, ya sea para proteger el medio ambiente o en ingeniería de reacción.
Al hacer crecer la parte cara de la membrana, hecha de plata, durante el funcionamiento de la membrana, redujeron drásticamente la demanda de plata y el costo de la membrana.
El trabajo está publicado en Ciencias de la energía y el medio ambiente y el Dr. Greg Mutch, Miembro de NUAcT de la Escuela de Ingeniería, Universidad de Newcastle, Reino Unido explica, "No construimos toda la membrana a partir de plata, en su lugar, agregamos una pequeña cantidad de plata y la cultivamos dentro de la membrana agregando la funcionalidad que deseábamos.
"Más importante, el rendimiento de la membrana está al nivel requerido para ser competitivo con los procesos de captura de carbono existentes; de hecho, probablemente reduciría significativamente el tamaño del equipo requerido y potencialmente reduciría los costos operativos ".
¿Qué es la captura de carbono y por qué es necesaria?
Las emisiones de dióxido de carbono son el principal impulsor del cambio climático. En la actualidad, nuestro clima es aproximadamente 1 ° C más cálido que en la época preindustrial. Ya hemos emitido suficiente dióxido de carbono para calentar el planeta más allá de 1,5 ° C (hay un desfase entre las emisiones y el calentamiento), y contamos con acuerdos internacionales para asegurarnos de que no superemos los 2 ° C.
Un calentamiento superior a 2 ° C tendrá consecuencias desastrosas, incluyendo impactos en la salud humana, Disponibilidad de comida, la migración a gran escala y nuestro medio ambiente. Necesitamos con urgencia nuevos materiales y procesos que reduzcan la cantidad de dióxido de carbono que emitimos a la atmósfera; estas tecnologías se conocen como captura y almacenamiento de carbono (CAC).
Aunque estamos haciendo grandes esfuerzos con energías renovables y vehículos eléctricos, el mundo todavía funciona predominantemente con combustibles fósiles y es muy poco probable que podamos reducir esa contribución a tiempo para limitar el calentamiento a menos de 2 ° C.
Además, grandes ejercicios de modelización, como el del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, han demostrado repetidamente que la forma más rentable de frenar el calentamiento global siempre implica una cantidad significativa de CAC (en combinación con, por ejemplo, tecnologías de energía renovable).
La membrana auto-formada
En un método nunca antes probado y descrito en el artículo de investigación, Se utilizaron soportes de óxido de aluminio en forma de pellets y tubulares para hacer crecer la membrana de plata. Se agregó plata a la membrana, y las condiciones experimentadas durante la operación obligaron a que la plata creciera dentro de la membrana, otorgando un mayor rendimiento.
Usando tomografía microcomputada de rayos X, El equipo pudo mirar dentro de la membrana y confirmar que la permeación de CO 2 y el autoensamblaje de dendritas de plata estimulado por O2.
En tono rimbombante, Se demostró que el rendimiento de la membrana a través de mediciones de permeación está al nivel requerido para ser competitivo con los procesos de captura de carbono existentes. La permeabilidad de la membrana fue un orden de magnitud mayor que la requerida, y el flujo de CO 2 fue el más alto reportado para esta clase de membrana.
El Dr. Mutch agregó:"Estos ahorros son importantes:el costo de la captura de carbono es uno de los factores clave que limitan la adopción de la tecnología. Existe una métrica común para el rendimiento de la membrana:el" límite superior ". Como nuestra membrana se basa en un mecanismo de transporte, evitamos las limitaciones de la mayoría de los materiales de membrana y vamos mucho más allá del límite superior.
"Esperamos que este estudio inspire nuevas formas de formar membranas, que bajan los costos, así como también impulsa el interés en esta nueva clase de membrana para futuras aplicaciones para proteger nuestro medio ambiente ".
