Las industrias pesadas, como la aviación y la fabricación de productos químicos, contribuyen a aproximadamente el 20% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero en Estados Unidos y seguirán dependiendo de los combustibles fósiles.
Mientras los científicos exploran continuamente formas de reducir el uso de combustibles fósiles en estos sectores, Oana Luca, profesora asistente en el Departamento de Química de la Universidad de Colorado Boulder, explora tecnologías como el reciclaje y la captura de carbono para evitar que el carbono termine en el medio ambiente. /P>
Luca y sus colaboradores publicaron recientemente un informe sobre la reducción de las emisiones de carbono mediante el reciclaje de carbono en estas industrias difíciles de electrificar. La hoja de ruta apareció el 1 de mayo en la revista Nature Reviews Chemistry. .
"Producimos muchos materiales nuevos para sustentar nuestra vida moderna, pero la mayoría de ellos simplemente terminan en vertederos. Necesitamos reinventar las formas de recuperar y reutilizar estos materiales para que cada átomo de carbono pueda usarse varias veces", dijo Luca. /P>
Luca, que también es miembro del Renewable &Sustainable Energy Institute, da su opinión sobre la descarbonización, su investigación sobre el reciclaje de plástico y la importancia de cerrar el ciclo del carbono.
En general, abandonar los combustibles fósiles es difícil debido a prácticas arraigadas. Se necesita mucho tiempo y esfuerzo para desarrollar tecnologías que puedan utilizar combustibles alternativos, como la energía solar o la eólica, con tanta eficiencia como los métodos actuales. Por ejemplo, los vehículos eléctricos utilizan un motor eléctrico en lugar del motor convencional de los vehículos de gasolina. Entonces la barrera para la adopción es bastante alta.
En general, la electrificación es el proceso de cambio de combustibles fósiles a fuentes de energía alternativas. El reciclaje puede convertir los desechos plásticos en combustibles, que pueden usarse para alimentar otras cosas y evitar que el carbono llegue a la atmósfera.
A pesar de que se están implementando planes generalizados de reciclaje de plástico en todo el país, una gran cantidad de desechos plásticos terminarán en los vertederos. Esto se debe en gran medida a que no contamos con la tecnología para reciclar plásticos de manera eficiente. Producimos estos materiales, que tienen grandes propiedades, a escala, pero el ritmo de reciclaje no sigue el ritmo.
Imagínese una camiseta típica, como la que probablemente tenga usted, yo y la mayoría de la gente. Probablemente esté hecho de nailon, que es un tipo de polímero. La camiseta ha pasado por un largo proceso de producción en el que se combinan pequeños químicos moleculares para formar otros más grandes, que luego se ensamblan en fibras. Las fibras se tejen en telas y finalmente se convierten en una camiseta.
Cuando nos cansamos de la camiseta o está gastada, la tiramos a la basura o la donamos. Pero al final del día, la camiseta terminará en un vertedero.
¿Qué pasa si existe la opción de llevar la camiseta a una instalación para recuperar los materiales a base de carbono con los que está hecha y usarlos para hacer una camiseta nueva? Así es como se ve un modelo circular. En este modelo, el carbono de la camiseta no acaba simplemente en el medio ambiente sino que se recicla.
El método más común para reciclar materiales orgánicos, incluidos los plásticos, se llama reciclaje mecánico. Para reciclar una botella de agua de plástico, la botella se calienta, se funde y luego se empuja a través de moldes para hacer tuberías o láminas. Estos productos son de menor calidad y ya no son reciclables. Por lo tanto, incluso en el mejor de los casos, cuando la botella realmente se recicle, el plástico solo se puede reutilizar una vez. Se parece más a un downcycling que a un reciclaje.
Otro método de reciclaje es quemar los plásticos y utilizar la energía de la combustión como energía. Pero durante ese proceso, se producen grandes cantidades de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero.
Aquí, en mi laboratorio, utilizamos electricidad para descomponer los plásticos en sus componentes moleculares sin cambiar sus propiedades ni liberar dióxido de carbono. Esto nos permite empezar a pensar en cómo reconstruir las botellas de agua o las camisetas con estas materias primas moleculares.
Necesitamos reinventar la forma en que consumimos, conservamos y reutilizamos los materiales que nos rodean. Necesitamos ser responsables de dónde terminan los materiales.
También esperamos alentar a los científicos, ingenieros, economistas y científicos sociales a trabajar juntos y encontrar nuevas ideas para cerrar el ciclo del carbono. Se necesitará un pueblo para permitir que algunas de estas tecnologías de las que hablamos se desarrollen y se integren en una economía circular.
Estoy muy emocionado de compartir que acabamos de recibir una subvención de CU para trabajar en un proyecto llamado Polímeros para una Tierra Sostenible (POSE). Dirigido por Wei Zhang, presidente del Departamento de Química de CU Boulder, espero abordar el problema del plástico junto con profesores de seis departamentos de CU Boulder y el Laboratorio Nacional de Energía Renovable
Mi grupo se centrará en hacer que el reciclaje sea más eficiente, mientras que otros grupos trabajarán en rediseñar los plásticos teniendo en cuenta el reciclaje y la reutilización.
Más información: Wendy J. Shaw et al, Una perspectiva estadounidense sobre el cierre del ciclo del carbono para desfosilizar segmentos difíciles de electrificar de nuestra economía, Nature Reviews Chemistry (2024). DOI:10.1038/s41570-024-00587-1
Proporcionado por la Universidad de Colorado en Boulder
