- La tecnología desarrollada por el equipo suizo puede capturar dióxido de carbono en menos de un segundo.
- Este método utiliza un recubrimiento ultradelgado que contiene amina, reduciendo la necesidad de calentar los materiales.
- El diseño modular permite combinar múltiples unidades, mejorando la eficiencia de captura.
- Los investigadores necesitan realizar pruebas experimentales para asegurar el rendimiento del sistema.
Investigadores del Instituto Empa de Suiza están desarrollando una tecnología de captura directa de aire que puede eliminar dióxido de carbono de la atmósfera en menos de un segundo. Este método utiliza un recubrimiento ultradelgado que contiene amina, reemplazando los pesados filtros porosos, y permite absorber y liberar dióxido de carbono rápidamente. Esta tecnología es parte del proyecto de investigación "Captura de la atmósfera" de Empa, que explora cómo capturar carbono del aire y convertirlo en materiales y productos químicos reutilizables. Los investigadores han realizado simulaciones iniciales de flujo y proceso, pero aún necesitan realizar pruebas experimentales para determinar si este método puede competir con los sistemas de captura directa de aire existentes.
Los sistemas de captura directa de aire generalmente mueven grandes volúmenes de aire a través de materiales porosos para fijar el dióxido de carbono. El gas capturado se libera posteriormente, generalmente mediante el calentamiento del material y la aplicación de vacío o vapor. Dado que la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera es de aproximadamente 430 ppm, estos sistemas deben manejar grandes volúmenes de aire para recolectar cantidades significativas de gases de efecto invernadero. El enfoque de Empa toma un camino diferente. El objetivo de los investigadores no es maximizar la cantidad de dióxido de carbono capturado en cada ciclo, sino capturar cantidades más pequeñas con mayor frecuencia.
Principio de funcionamiento de la nueva tecnología
El sistema propuesto utiliza un recubrimiento de material que contiene amina ultradelgado. Estos recubrimientos impiden que el dióxido de carbono penetre profundamente en el adsorbente poroso, fijándolo cerca de la superficie. Esto reduce la cantidad de material que necesita ser calentado durante la fase de liberación. "Debido a la menor masa térmica, el proceso puede acelerarse significativamente", explicó Dirk Hegemann, investigador de Empa, en un comunicado del instituto. Estas capas delgadas pueden calentarse y enfriarse rápidamente, permitiendo que la adsorción y desorción del dióxido de carbono se alternen en intervalos mucho más cortos que los sistemas tradicionales.
La investigadora de Empa, Sandra Galmarini, indicó que el objetivo es completar un ciclo en menos de un segundo, mientras que los métodos tradicionales requieren varios minutos. El diseño propuesto es similar a una cinta transportadora. Una superficie en movimiento continuo está recubierta con material de captura y pasa por dos áreas. En la primera área, el aire ambiental fluye a través del recubrimiento, haciendo que el dióxido de carbono se adhiera a la superficie. En la segunda área, el material se calienta bajo presión reducida, liberando el gas capturado y preparando el recubrimiento para el siguiente ciclo. Separar estas etapas permite que cada área funcione en diferentes condiciones.
La parte de captura requiere un flujo de aire suficiente, mientras que la parte de liberación necesita un volumen de gas más pequeño para reducir la energía necesaria para calentar y crear vacío.
Potencial del diseño modular
Los investigadores también ven ventajas potenciales en el diseño modular del sistema. Se pueden combinar múltiples unidades más pequeñas sin necesidad de construir instalaciones de captura cada vez más grandes y complejas. La superficie en movimiento también puede ayudar a transportar el aire, reduciendo así la energía requerida por los ventiladores. A pesar de que los resultados de las simulaciones son alentadores, los investigadores aún no han realizado la validación experimental del ciclo de captura en subsegundos propuesto. Empa indica que se necesita una nueva plataforma de medición para determinar la velocidad de unión y separación del dióxido de carbono con el recubrimiento delgado. El equipo también necesita evaluar cuánta cantidad de dióxido de carbono puede capturar el sistema por unidad de volumen y tiempo, la estabilidad del recubrimiento en ciclos repetidos, y el rendimiento de las áreas selladas y de presión a altas velocidades.
Hegemann está utilizando recubrimientos de plasma para funcionalizar la superficie, mientras que un equipo de investigación más amplio está desarrollando la configuración experimental necesaria para probar el proceso. El desafío central es si la ventaja de velocidad puede traducirse en un rendimiento global significativo. Capturar menos dióxido de carbono en cada ciclo significa que el sistema debe funcionar rápida y repetidamente para lograr una producción competitiva, sin consumir demasiada energía para calentar, enfriar, mover aire y generar vacío. Si estos desafíos pueden ser superados, esta tecnología podría ofrecer un método más flexible de captura directa de aire.
Impacto potencial de la tecnología de captura rápida
El desarrollo de esta tecnología es de gran importancia para abordar el cambio climático. Los métodos tradicionales de captura de dióxido de carbono suelen ser ineficientes y consumir mucha energía, mientras que la tecnología de captura en segundos del equipo suizo promete mejorar significativamente la velocidad y eficiencia de captura. A través de un diseño modular, las futuras instalaciones de captura pueden configurarse de manera más flexible para satisfacer las necesidades de diferentes entornos. Si se logran superar los desafíos técnicos actuales, este enfoque innovador podría convertirse en una herramienta clave para reducir la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, teniendo un impacto profundo en las políticas climáticas globales y la protección del medio ambiente.