Un enfoque sostenible para la captura de carbono

Para combatir el calentamiento global y alcanzar los objetivos climáticos, es crucial no sólo reducir las emisiones de gases de efecto invernadero sino también eliminar cantidades significativas de CO2 de la atmósfera. Las tecnologías actuales de captura de carbono son efectivas pero consumen mucha energía y son costosas. Sin embargo, los investigadores de ETH Zurich están adoptando un enfoque novedoso al aprovechar el poder de la luz.

Dirigido por la profesora Maria Lukatskaya, el equipo de ETH Zurich ha desarrollado un proceso que utiliza luz para capturar y liberar CO2. Los científicos descubrieron que añadiendo fotoácidos, moléculas que reaccionan a la luz, a un líquido, podían controlar su acidez. En la oscuridad, el líquido se vuelve alcalino, lo que le permite capturar CO2 del aire y formar carbonatos. Cuando se irradia con luz, el líquido se vuelve ácido, lo que hace que los carbonatos se transformen nuevamente en CO2, que puede recolectarse. Luego, el ciclo se repite, lo que convierte a este método en una solución sostenible y eficiente para la captura de carbono.

Los investigadores se enfrentaron al desafío de la estabilidad de las moléculas de fotoácidos en el agua. Para superar esto, implementaron una mezcla de agua y un solvente orgánico. Esto no sólo estabilizó las moléculas sino que también permitió el cambio reversible de la acidez. Al mantener estables las moléculas de fotoácido y utilizar la mezcla de disolvente orgánico y agua, los investigadores lograron una estabilidad de la solución durante un mes.

A diferencia de otros procesos de captura de carbono que dependen del calentamiento y enfriamiento, este nuevo método desarrollado por ETH Zurich no requiere pasos tan intensivos en energía. Además, los investigadores descubrieron que podían cambiar entre condiciones alcalinas y ácidas en cuestión de segundos, haciendo que el proceso de captura y liberación de carbono sea más eficiente y rápido que los sistemas tradicionales controlados por temperatura.

En el futuro, el equipo pretende aumentar aún más la estabilidad de las moléculas de fotoácidos y optimizar todo el proceso para que esté listo para el mercado. Este avance en el uso de acidez controlada por luz proporciona una vía sostenible y prometedora para la captura de carbono, revolucionando potencialmente la forma en que combatimos el cambio climático.

Referencia: “Fotoácido sintonizado por solvatación como interruptor de pH estable impulsado por luz para la captura y liberación de CO2” por Anna de Vries, Kateryna Goloviznina, Manuel Reiter, Mathieu Salanne y Maria R. Lukatskaya, 20 de diciembre de 2023, Química de materiales.
DOI: 10.1021/acs.chemmater.3c02435

Sección de preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es el nuevo enfoque para la captura de carbono desarrollado por investigadores de ETH Zurich?
Los investigadores de ETH Zurich han desarrollado un proceso que utiliza luz para capturar y liberar CO2. Al agregar fotoácidos a un líquido, pueden controlar su acidez en respuesta a la luz. En la oscuridad, el líquido se vuelve alcalino y puede capturar CO2 del aire. Cuando se expone a la luz, el líquido se vuelve ácido, lo que hace que los carbonatos capturados se transformen nuevamente en CO2, que puede recolectarse.

2. ¿Cómo se compara este método con las tecnologías actuales de captura de carbono?
A diferencia de las tecnologías actuales de captura de carbono que consumen mucha energía, este nuevo método desarrollado por ETH Zurich no depende de pasos de calentamiento y enfriamiento. Es más eficiente y rápido, ya que los investigadores descubrieron que podían cambiar entre condiciones alcalinas y ácidas en segundos.

3. ¿Cuál fue el desafío que enfrentaron los investigadores al desarrollar este proceso?
Los investigadores se enfrentaron al desafío de la estabilidad de las moléculas de fotoácidos en el agua. Para superar esto, utilizaron una mezcla de agua y un disolvente orgánico, que estabilizó las moléculas y permitió el cambio reversible de la acidez.

4. ¿Qué tan estable es la solución desarrollada por los investigadores?
Al utilizar la mezcla de disolvente orgánico y agua y mantener estables las moléculas de fotoácido, los investigadores lograron una estabilidad de la solución durante un mes.

Definiciones

1. Calentamiento global: El aumento a largo plazo de la temperatura promedio de la superficie de la Tierra debido a las actividades humanas, principalmente la emisión de gases de efecto invernadero.
2. Emisiones de gases de efecto invernadero: Gases que atrapan el calor en la atmósfera terrestre, contribuyendo al efecto invernadero y al calentamiento global. Los ejemplos incluyen dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O).
3. Captura de carbono: El proceso de capturar y almacenar las emisiones de CO2 de los procesos industriales antes de que sean liberadas a la atmósfera.
4. Fotoácidos: Moléculas que reaccionan a la luz cambiando su acidez o liberando protones.
5. Carbonatos: Compuestos químicos que contienen el ion carbonato (CO3^2-) y otros elementos. En el contexto de este artículo, los carbonatos se forman cuando el líquido captura CO2 del aire.

enlaces relacionados

– ETH Zurich (dominio principal de ETH Zurich, la institución donde los investigadores realizaron el estudio)
– Descripción general de los gases de efecto invernadero (información de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. sobre gases de efecto invernadero)
– Carbon Brief (Noticias y análisis sobre cambio climático y emisiones de carbono)

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