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Aug 27, 2023

Una nueva forma de capturar y reciclar dióxido de carbono

Sociedad Química Estadounidense La captura de carbono es un método prometedor para ayudar a frenar el cambio climático. Con este enfoque, el dióxido de carbono (CO2) queda atrapado antes de escapar a la atmósfera, pero el proceso

sociedad Química Americana

La captura de carbono es un método prometedor para ayudar a frenar el cambio climático. Con este enfoque, el dióxido de carbono (CO2) queda atrapado antes de que escape a la atmósfera, pero el proceso requiere una gran cantidad de energía y equipo. Ahora, los investigadores que informan en ACS Central Science han diseñado un sistema de captura utilizando una celda electroquímica que puede capturar y liberar CO2 fácilmente. El dispositivo funciona a temperatura ambiente y requiere menos energía que los sistemas convencionales de captura de carbono a base de aminas.

Muchas industrias están recurriendo a la electrificación para ayudar a frenar las emisiones de carbono, pero esta técnica no es viable para todos los sectores. Por ejemplo, el CO2 es un subproducto natural de la fabricación de cemento y, por lo tanto, un importante contribuyente a las emisiones por sí solo. El exceso de gas se puede atrapar con tecnologías de captura de carbono, que normalmente dependen de aminas para ayudar a "depurar" el contaminante uniéndose químicamente a él. Pero esto también requiere mucha energía, calor y equipos industriales, que pueden quemar aún más combustibles fósiles en el proceso. La captura de carbono podría electrificarse mediante el uso de células electroquímicas, y estos dispositivos podrían funcionar con fuentes de energía renovables. Entonces, Fang-Yu Kuo, Sung Eun Jerng y Betar Gallant querían desarrollar una celda electroquímica que pudiera atrapar CO2 de manera fácil y reversible con un aporte mínimo de energía.

El equipo desarrolló primero una celda electroquímica que podía capturar y liberar el carbono emitido "haciendo oscilar" cationes cargados positivamente a través de una amina líquida disuelta en dimetilsulfóxido. Cuando se descargó la celda, un catión de Lewis fuerte interactuó con el ácido carbámico, liberando CO2 y formando la amina carbamato. Cuando se invirtió el proceso y se cargó la celda, se eliminó el catión y la celda pudo capturar CO2 y reformar el ácido carbámico en el proceso.

Los investigadores optimizaron el proceso de oscilación de iones con una combinación de iones de potasio y zinc. En una celda prototipo, utilizaron estos dos iones como base para el cátodo y el ánodo de la celda. Esta celda requirió menos energía que otras celdas basadas en calor y fue competitiva con otras celdas electroquímicas en los experimentos iniciales. Además, probaron la estabilidad a largo plazo del dispositivo y descubrieron que casi el 95% de su capacidad original se mantenía después de varios ciclos de carga y descarga, lo que demuestra que el sistema era factible. Los investigadores dicen que este trabajo muestra que una alternativa electroquímica es posible y podría ayudar a que las tecnologías de captura y liberación continua de CO2 sean más prácticas para aplicaciones industriales.

Los autores agradecen la financiación del Consejo de Apoyo a la Investigación del Instituto Tecnológico de Massachusetts.

El resumen del artículo estará disponible el 30 de agosto a las 8 am, hora del Este, aquí: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscentsci.3c00692

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Ciencia Central ACS

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Proceso de oscilación de cationes de sal dual para la separación electroquímica de CO2

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