La mayoría de los métodos para combatir el cambio climático consisten en reducir las emisiones de gases de efecto invernadero: inventar plantas de energía más limpias, diseñar automóviles más ecológicos. Luego, está el campo de investigadores que se enfocan en extraer gases de la atmósfera una vez que ya han sido liberados.
La llamada "captura de dióxido de carbono" ha sido controvertida, a menudo descartada como poco práctica o inadecuada. Sin embargo, como los esfuerzos mundiales para reducir las emisiones han resultado difíciles y, a veces, decepcionantes, el enfoque parece cada vez más atractivo.
Una nueva invención, de científicos de la Universidad de California, Berkeley, ofrece una nueva versión de la captura de carbono. Los investigadores han creado un nanomaterial que destruye el dióxido de carbono al dividirlo en oxígeno y monóxido de carbono.
Los científicos han intentado durante mucho tiempo deshacerse del dióxido de carbono dividiendo su molécula. Estos intentos de división pueden ser intensivos en energía, lo que anula el propósito ambiental. Por lo tanto, los investigadores han utilizado varios catalizadores para acelerar la reacción, reduciendo la cantidad de electricidad necesaria para dividir las moléculas. Muchos científicos se han centrado en las porfirinas, moléculas orgánicas en forma de anillo, para hacer que estas reacciones sucedan. Aunque las porfirinas pueden tener varios átomos en sus centros, las utilizadas para este propósito son las porfirinas de cobalto, que son especialmente catalíticamente activas. Cuando estas porfirinas se agregan a una solución con dos electrodos, un electrolito y algo de dióxido de carbono disuelto, las porfirinas son atraídas por el electrolito. Esto hace que los electrones se muevan hacia el dióxido de carbono, dividiéndolo en monóxido de carbono y oxígeno. Pero este enfoque no ha sido perfecto. Las porfirinas se agrupan y pierden efectividad con el tiempo, y las soluciones utilizadas para hacer que el proceso suceda son ambientalmente cuestionables.
Los investigadores de Berkeley parecen haber encontrado una nueva forma de lidiar con esto mediante la creación de un nanomaterial poroso que une las porfirinas en una sustancia similar a una malla. Esto se llama un marco orgánico covalente (COF). El dióxido de carbono se filtra a través del COF, dividiéndose en monóxido de carbono y oxígeno con muy poca energía adicional. Funciona aproximadamente 60 veces más eficientemente que dividir el dióxido de carbono usando porfirinas flotantes. La investigación fue reportada en la revista Science .
Una imagen ampliada de la COF (Ciencia) Entonces, ¿qué se puede hacer con el oxígeno y el monóxido de carbono creado por el proceso?
"El monóxido de carbono es importante porque es una de las materias primas de la industria química, que produce combustibles a base de monóxido de carbono", dice Christian Diercks, uno de los principales investigadores del estudio. "La idea es básicamente usar dióxido de carbono, que es un desperdicio, y convertirlo en combustible".
En el futuro, las fábricas podrían usar láminas de estos nanomateriales en áreas productoras de dióxido de carbono, como chimeneas, convirtiéndolo directamente en monóxido de carbono como combustible. Pero esto es un largo camino por el camino.
"Si realmente desea que suceda algo como la reducción de dióxido de carbono a gran escala, creo que siempre necesita incentivos gubernamentales", dice Diercks, "porque siempre le toma mucho tiempo a la industria captar nuevas ideas como esta".
Hasta ahora, el laboratorio solo ha fabricado el material en pequeñas cantidades, 30 miligramos a la vez. La producción lleva varios días, por lo que el proceso tendrá que ser más eficiente para implementarse a nivel industrial. El siguiente paso de los investigadores es buscar formas de transformar de manera más eficiente el monóxido de carbono en combustible.
