Ciencia

Cerámicos capturan CO2 y lo transforman en combustible limpio

María Luisa Santillán / Ciencia UNAM

Cada año se emiten altas cantidades de dióxido de carbono (CO2) al ambiente, producto de la quema de combustibles fósiles como el petróleo, las gasolinas y el carbón. Aunque estos gases son mayormente emitidos en las ciudades, el aire los dispersa haciendo que la contaminación ocurra a nivel global y tenga impactos negativos sobre el medio ambiente.

Cuando estos gases se generan, son emitidos a la atmósfera a temperaturas muy altas. Así, a partir de esta información se han realizado distintas investigaciones con diferentes materiales que puedan ser utilizados para captar CO2.

Algunos materiales, como las membranas poliméricas y las soluciones de aminas, tienen buenas propiedades de captura, pero a temperaturas moderadas o bajas, de hasta 90 grados. Sin embargo, a nivel industrial las temperaturas de los gases de combustión pueden llegar hasta los 800 grados centígrados y el proceso de enfriamiento de este gas para después capturarlo es muy caro.

De ahí que el grupo de investigación dirigido por el doctor Heriberto Pfeiffer Perea, del Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM, trabaja en la captura del CO2 en materiales cerámicos, capaces de capturar este gas de efecto invernadero a altas temperaturas, pues aprovechan esta energía térmica que se desperdicia por la salida de los gases de combustión para capturarlos.

Un ciclo limpio

Una vez que se atrapa químicamente el CO2, es transformado en un compuesto sólido y posteriormente se hace reaccionar con otro gas de efecto invernadero: el metano. De esta reacción se genera un producto con valor agregado que es el gas de síntesis, el cual es una mezcla de hidrógeno y de monóxido de carbono que puede ser utilizado como combustible o como una fuente de hidrógeno.

“Esa mezcla por sí sola es capaz de ser utilizada nuevamente como combustible. Por lo tanto, estaríamos reciclando el CO2 producido de algún combustible que se utilizó, lo mezclamos con metano y obtenemos otro combustible. De esta manera, se genera un ciclo limpio, porque no sacamos más carbón del fondo del subsuelo para emitirlo al ambiente, sino que el mismo carbón que utilizamos lo regeneramos para formar otro combustible que pueda utilizarse otra vez en procesos de combustión”, explicó el investigador.

Otra opción que puede llevarse a cabo con este gas de síntesis, es hacer la separación de los gases, es decir, el hidrógeno y el monóxido de carbono, y utilizar el hidrógeno para la producción de energía limpia.
Trabajo de laboratorio

Los materiales cerámicos que son utilizados en este proyecto son preparados y caracterizados por el grupo de trabajo del doctor Pfeiffer Perea. En su laboratorio realizan las pruebas de captura a diferentes condiciones de temperatura, presión, flujo y concentración, para detectar cuáles son las idóneas para atrapar el CO2.

Además hacen las pruebas de conversión catalítica para la producción del gas de síntesis, en donde recientemente han podido demostrar la viabilidad de esta reacción.

En el laboratorio, los investigadores realizaron estas pruebas con polvos, sin embargo, en la actualidad se trabaja con el desarrollo de membranas en las que se puedan utilizar estos materiales para hacer la captura y separación del dióxido de carbono a nivel industrial. Cabe destacar que una membrana es un sistema a través del cual se pueden separar dos o más sustancias.

El doctor Heriberto Pfeiffer precisó que en la actualidad se cuenta con dos solicitudes de patentes hechas ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Intelectual; una de ellas tiene que ver con la producción de estos materiales y su funcionamiento en la captura del dióxido de carbono; la segunda está relacionada con el desarrollo del proceso.

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