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Solo 200 gramos de este polvo tecnológico pueden extraer tanto CO2 del aire como un árbol gigante.

Escrito por Fabio Lucas Carvalho
Publicado el 08/11/2024 a las 00:33
Actualizado el 08/11/2024 a las 00:34
CO2
(CRÉDITO: Zihui Zhou, UC Berkeley)
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Nueva Tecnología: Polvo Capaz de Capturar CO2 del Aire con la Eficiencia de un Árbol Maduro en Pequeñas Cantidades

Las tecnologías de captura y almacenamiento de carbono han ganado destaque en la lucha contra el cambio climático. Con el aumento de los niveles de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera, se vuelve imperativo buscar métodos eficientes para reducir la concentración de este gas, siendo uno de los principales responsables del calentamiento global.

El Desafío de la Captura Directa del CO2

Los métodos tradicionales de captura de carbono permiten capturar el CO2 de fuentes técnicas, como chimeneas de plantas de energía. Sin embargo, capturar el dióxido de carbono directamente del aire, donde está en una concentración mucho más baja, es una tarea compleja.

La tecnología de Captura Directa de Aire (Direct Air Capture – DAC) se muestra esencial para revertir el aumento de los niveles de CO2 atmosférico, que alcanzó 426 partes por millón (ppm), 50% por encima de los niveles registrados antes de la Revolución Industrial.

El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) destaca el DAC como una herramienta fundamental para alcanzar el objetivo de limitar el aumento de la temperatura global a 1,5 °C. Sin embargo, este proceso aún enfrenta muchos desafíos, tanto tecnológicos como financieros.

CO2
Estudiante de posgrado de la UC Berkeley, Zihui Zhou, con una muestra de prueba de 100 miligramos de COF-999. La muestra fue colocada en el analizador detrás de Zhou para medir la adsorción de dióxido de carbono de una mezcla de aire similar al aire ambiente. (CRÉDITO: Robert Sanders, UC Berkeley)

Innovaciones Prometedoras: El Desarrollo del COF

Un avance importante en la tecnología de captura directa de carbono fue realizado por investigadores de la Universidad de California, Berkeley.

Desarrollaron un material innovador llamado de estructura orgánica covalente (Covalent Organic Framework – COF), capaz de capturar CO2 del ambiente sin descomponerse al entrar en contacto con agua u otros contaminantes – una limitación común en tecnologías DAC.

Según el profesor Omar Yaghi, líder de la investigación, el COF es extremadamente eficiente y posee una capacidad de captura de carbono impresionante. Solo 200 gramos de material pueden capturar hasta 20 kilos de CO2 por año, lo que equivale a la cantidad de carbono absorbido por un árbol maduro.

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El nuevo material poroso para capturar dióxido de carbono, llamado de estructura orgánica covalente (COF), tiene canales hexagonales decorados con poliaminas que ligan eficientemente moléculas de dióxido de carbono (bolas azules y naranja) en concentraciones encontradas en el aire ambiente. (CRÉDITO: Chaoyang Zhao)

Comparación con Materiales Tradicionales

El COF desarrollado por Yaghi es más estable y resistente que los materiales anteriores, como las estructuras metal-orgánicas (MOFs), que se muestran menos resistentes después de múltiples ciclos de uso.

Este nuevo COF, nombrado COF-999, está compuesto por fuertes enlaces covalentes carbono-carbono y carbono-nitrógeno, que garantizan su durabilidad y capacidad de ser reutilizado en cientos de ciclos sin degradarse.

Zihui Zhou, coautor de la investigación y estudiante de posgrado, resaltó que la captura de CO2 de gases de combustión ayuda a disminuir el impacto del cambio climático, mientras que la captura directa de aire puede revertir este efecto, ayudando a reducir los niveles de CO2 a niveles más seguros.

Desempeño y Eficiencia Energética

El COF-999 no solo captura CO2 de forma eficaz, sino que también es energéticamente eficiente. Libera el CO2 cuando se calienta a solo 60 °C, un proceso mucho menos exigente en energía que los métodos que utilizan soluciones líquidas, los cuales requieren temperaturas y presiones más elevadas para su regeneración.

Además, el COF-999 tiene una capacidad de almacenamiento impresionante, pudiendo contener hasta 2 milimoles de CO2 por gramo, superando el rendimiento de muchos otros sorbentes sólidos utilizados en la captura directa de carbono.

Durabilidad y Sostenibilidad

Uno de los mayores logros del COF-999 es su durabilidad. El material soporta más de 100 ciclos de adsorción y desorción sin perder su capacidad, lo que representa un gran avance en relación a otros materiales, que se degradan más rápidamente.

Yaghi y su equipo están confiados en que, con más mejoras, el COF-999 podrá ser aún más eficiente.

El Papel de la Inteligencia Artificial en el Desarrollo de Materiales

La investigación de captura de carbono está avanzando rápidamente gracias al uso de inteligencia artificial (IA).

Yaghi y otros científicos creen que la IA puede ser una herramienta poderosa para predecir las mejores condiciones químicas para nuevos materiales de captura de carbono, acelerando el descubrimiento de soluciones más eficientes y escalables.

Yaghi, quien dirige el Instituto Bakar de Materiales Digitales para el Planeta (BIDMaP), está actualmente involucrado en proyectos que combinan IA y química para el desarrollo de materiales más económicos y de fácil implementación a gran escala.

“La combinación de IA con nuestra experiencia en química es extremadamente emocionante”, afirmó Yaghi, enfatizando el potencial para avances revolucionarios en el área.

La tecnología DAC, impulsada por innovaciones como el COF-999, ofrece una solución prometedora para la captura de CO2 directamente del aire y puede desempeñar un papel esencial en la lucha contra el cambio climático.

A medida que la tecnología avanza y se vuelve más accesible, esperamos que estos materiales puedan ser aplicados a gran escala, contribuyendo a la reducción de los niveles de CO2 y al cumplimiento de las metas climáticas globales.

Con la persistencia de los investigadores y el apoyo de nuevas tecnologías, como la inteligencia artificial, la esperanza es que el desarrollo de soluciones como el COF-999 lleve a un futuro más sostenible, donde las tecnologías de captura de carbono sean una parte fundamental de nuestras estrategias para mitigar los impactos ambientales.

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Fabio Lucas Carvalho

Jornalista especializado em uma ampla variedade de temas, como carros, tecnologia, política, indústria naval, geopolítica, energia renovável e economia. Atuo desde 2015 com publicações de destaque em grandes portais de notícias. Minha formação em Gestão em Tecnologia da Informação pela Faculdade de Petrolina (Facape) agrega uma perspectiva técnica única às minhas análises e reportagens. Com mais de 10 mil artigos publicados em veículos de renome, busco sempre trazer informações detalhadas e percepções relevantes para o leitor.

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