La lucha por reducir las emisiones es real.
El año pasado, el mundo emitió más de 37 mil millones de toneladas métricas de dióxido de carbono, estableciendo un nuevo récord. Como resultado, el hábito de chupar CO2 Salir del entorno se ha convertido en una idea cada vez más popular. Los gobiernos de todo el mundo confían en la tecnología, llamada captura directa de aire, para ayudarles a cumplir los objetivos climáticos y evitar las peores consecuencias del cambio climático.
Pero con más de una docena de instalaciones de captura directa de viento ya en funcionamiento en todo el mundo, la tecnología aún enfrenta importantes obstáculos técnicos, incluido su propio alto consumo de energía.
En un estudio publicado el 1 de mayo en la revista Cartas de Energía ACSInvestigadores y colegas de la Universidad de Colorado Boulder han revelado que un método popular que muchos ingenieros están buscando para reducir estos costos de energía, de hecho, fracasará. El equipo, que incluye científicos de Golden, Colorado y la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos, también propuso un diseño alternativo y más sostenible para capturar CO.2 y convertirlo en combustible.
“Lo ideal sería tener CO.2 del aire y mantenerlo alejado del aire”, dijo el primer autor Hussain Al-Majid, estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Química y Biológica. “Sin embargo, parte de este CO2 El carbono se puede reciclar en productos útiles, razón por la cual los investigadores han propuesto diferentes ideas sobre cómo podemos obtenerlo. Algunas de estas ideas parecen simples y elegantes sobre el papel, pero los investigadores rara vez prueban si son prácticas y económicas en un entorno industrial”.
Atrapar el gas
El método más común para capturar aire es utilizar contactores de aire, esencialmente ventiladores grandes que aspiran aire hacia una cámara llena con un líquido primario. incluir2 es ácido, por lo que se une naturalmente y reacciona con soluciones para formar carbonatos inofensivos (el ingrediente principal del concreto) o bicarbonato (el ingrediente del bicarbonato de sodio).
Stratos, una de las instalaciones de captura directa de aire más grandes del mundo que se está construyendo en Texas, utiliza este enfoque.
Una vez que2 A medida que el carbonato o bicarbonato queda atrapado en la solución, los ingenieros deben separarlo del líquido para que el líquido pueda regresar a la cámara para capturar más CO.2.
Mientras tanto, el carbono capturado se puede convertir en plásticos, bebidas carbonatadas e incluso, con un procesamiento adicional, en combustible para centrales eléctricas y posiblemente aviones.
Pero hay un problema. para liberar CO atrapado2, las empresas necesitan calentar soluciones de carbonato y bicarbonato a al menos 900 °C (1652 °F), una temperatura incapaz de capturar la energía solar y eólica. Esta fase suele funcionar con la quema de combustibles fósiles como gas natural o metano puro.
“Si tenemos que liberar al CO.2 Para capturar el CO2frustra todo el propósito de la captura de carbono”, dijo Wilson Smith, profesor del Departamento de Ingeniería Química y Biológica y miembro del Instituto de Energía Renovable y Sostenible de CU Boulder.
cerrar el ciclo
Los investigadores buscan activamente respuestas. Una idea, comúnmente conocida como captura reactiva, es aplicar electricidad a soluciones de carbonato y bicarbonato, eliminando el CO.2 y además del líquido base en la cámara. En teoría, el líquido reciclado podría capturar más CO.2formando un sistema de circuito cerrado.
“La captura reactiva es ahora una palabra de moda en el campo, y los investigadores han propuesto que podría ayudar a ahorrar energía y costos asociados con la captura de carbono. Pero nadie ha descubierto realmente eso”, dijo Al Majid para evaluar si es realista en condiciones industriales. ”, dijo Al-Majid.
Para hacer esto, el equipo calculó la producción de masa y energía de las unidades de captura reactiva en función de las entradas dadas, para comprender qué tan bien funcionaría el sistema en general. Descubrieron que en un entorno industrial, la electricidad no sería capaz de regenerar el líquido base para recuperar más CO.2 desde el aire
De hecho, después de cinco ciclos de captura y regeneración de carbono, el líquido base apenas puede extraer CO.2 Fuera del aire
El equipo también propuso una adaptación al proceso de captura de reacción añadiendo un paso llamado electrodiálisis. Este proceso divide el exceso de agua en iones ácidos y básicos, lo que ayuda al líquido base a conservar su alta capacidad de absorción de CO.2. La electrodiálisis puede funcionar con electricidad renovable, lo que la convierte en una forma potencialmente sostenible de reemplazar el CO capturado.2 en productos útiles.
Más importante aún, la electrodiálisis puede liberar CO.2 gas, que los ingenieros pueden utilizar para fortalecer el hormigón.
“Para mí, convertirme en CO2 Las rocas deben tener una solución importante para mantenerlas fuera del aire durante largos períodos de tiempo”, dijo Smith. La producción de hormigón consume mucha energía y es responsable del 8% de las emisiones globales de carbono.
“Está resolviendo múltiples problemas con una sola tecnología”, dijo.
La raíz del problema
Según el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), un equipo de científicos convocado por las Naciones Unidas, la eliminación del dióxido de carbono “es necesario para lograr objetivos globales y nacionales de CO neto cero.2 y las emisiones de gases de efecto invernadero”.
En todo el mundo, hay más de 20 plantas de captura directa de viento en funcionamiento y 130 más en construcción.
Pero Smith enfatiza que si bien la captura de carbono puede tener su lugar, la reducción de las emisiones sigue siendo la medida más importante para evitar las peores consecuencias del cambio climático.
“Imagínese la Tierra como una bañera, con CO saliendo del grifo.2. La bañera está llena e inhabitable. Ahora tenemos dos opciones. Podemos usar una taza pequeña para drenar el agua, taza por taza, o podemos cerrar el grifo”, dijo Smith.
“La reducción de las emisiones debería ser una máxima prioridad”.
