La captura de carbono se ha convertido en un enfoque clave para combatir el cambio climático, pero su implementación aún enfrenta retos tecnológicos y de eficiencia. Un reciente avance podría revolucionar este campo: un nuevo material poroso que promete simplificar la captura directa de dióxido de carbono (CO2) del aire. Este material, que puede absorber grandes cantidades de CO2 con una pequeña cantidad, abre la puerta a una mayor viabilidad en la lucha contra el calentamiento global.

El reto de la captura de carbono

Emitir dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero es algo que sucede de manera constante en nuestras actividades cotidianas, ya sea al quemar combustibles fósiles, conducir vehículos o mediante la industria pesada. Sin embargo, una vez liberados en la atmósfera, eliminarlos o capturarlos se convierte en una tarea mucho más compleja. 

Durante años, la captura de carbono se ha enfocado principalmente en áreas con altas concentraciones de CO2, como plantas industriales o fábricas, lo que dificulta el equilibrio entre las emisiones generadas y el CO2 retirado.

Eliminar el carbono del aire es una estrategia importante para mitigar los efectos de la crisis climática, pero gran parte de la tecnología actual sigue en fase de diseño o carece de la eficiencia necesaria para lograr un impacto global significativo. Sin embargo, investigadores de la Universidad de California, Berkeley, han anunciado un enfoque innovador que podría cambiar esta situación.

Un nuevo avance: COF-999

El material desarrollado, llamado COF-999, es una estructura cristalina rígida con poros internos espaciados regularmente. Estos poros permiten que el COF-999 capture el dióxido de carbono del aire a medida que este pasa a través del material. A diferencia de los absorbentes tradicionales que retienen moléculas de CO2 internamente, este material adsorbe las moléculas de CO2 en su superficie, lo que significa que las atrapa en su exterior sin empaparse de ellas.

Este avance fue detallado por el profesor de Química Omar Yaghi, quien afirmó: 

“Tomamos un polvo de este material, lo colocamos en un tubo y pasamos aire exterior a través de él. El resultado fue asombroso: el material eliminó por completo el CO2 del aire”. 

Yaghi agregó que no hay nada comparable en términos de rendimiento, lo que representa una innovación crucial en la lucha contra el cambio climático.

El equipo calcula que con tan solo 200 gramos de este material se podrían eliminar 20 kilogramos de dióxido de carbono al año, una cantidad considerable si se considera la pequeña proporción de material utilizada. El COF-999 tiene el potencial de ser integrado en sistemas ya existentes de captura de carbono, tanto en los conductos de humos como directamente en la atmósfera.

Captura directa de aire y un regreso a niveles preindustriales

Uno de los desafíos actuales es que la concentración de CO2 en la atmósfera ha aumentado a más de 420 partes por millón (ppm), un nivel que sigue creciendo rápidamente debido a las emisiones humanas. Según Zihui Zhou, estudiante de posgrado de la UC Berkeley, la captura directa de aire con materiales como el COF-999 podría permitirnos regresar a los niveles de concentración de CO2 que existían hace más de 100 años.

Zhou destaca la importancia de este tipo de tecnología para reducir las concentraciones atmosféricas de CO2. Aun con la implementación de sistemas de captura de carbono en plantas industriales, es posible que los niveles de dióxido de carbono aumenten a 500 o 550 ppm antes de que estas soluciones sean completamente adoptadas. Por lo tanto, el uso de captura directa de aire es esencial para disminuir los niveles y llevarlos de vuelta a 400 o incluso 300 ppm.

El COF-999 está decorado internamente con aminas, compuestos que interactúan de manera eficaz con el dióxido de carbono para capturarlo. Lo que hace que este material sea especialmente prometedor es su capacidad para ser utilizado en ciclos. Puede absorber dióxido de carbono y, después de liberar el gas en un entorno controlado, el CO2 puede ser almacenado o enterrado sin perder eficacia.

Además, el material es notablemente resistente. Según Yaghi, este nuevo COF puede soportar hasta 100 ciclos sin perder su capacidad de captura, lo que lo convierte en el material más eficiente hasta la fecha para la captura directa de carbono del aire. El equipo también planea mejorar esta tecnología utilizando técnicas de aprendizaje automático, lo que permitirá optimizar aún más la captura de CO2 y su almacenamiento.

El avance en la captura de carbono a través del material COF-999 representa una innovación prometedora en la lucha contra el cambio climático. A pesar de que la tecnología aún debe ser refinada y adoptada a mayor escala, este tipo de desarrollo es crucial para reducir los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera. Sin embargo, hasta que se generalice su uso, la acción más inmediata y necesaria sigue siendo reducir nuestras emisiones y cumplir con los acuerdos climáticos globales.

Referencia:

• Nature/Carbon dioxide capture from open air using covalent organic frameworks. Link.