Desarrollaron un nuevo dispositivo de bajo costo que es capaz de capturar dióxido de carbono (CO2) mientras se carga. A su vez, cuando se descarga, este CO2 puede liberarse de forma controlada y recolectarse para ser reciclado.
Se trata de un supercondensador que tiene el tamaño de una moneda y está fabricado en parte con materiales sostenibles, como cáscaras de coco y agua de mar.
Cabe señalar que un supercondensador es similar a una batería recargable, pero la principal diferencia está en cómo almacenan la carga los dos dispositivos.
Una batería emplea reacciones químicas para almacenar y liberar carga, en tanto que un supercondensador no depende de reacciones químicas; sino que se basa en el movimiento de electrones entre electrodos, por lo que tarda más en degradarse y tiene una vida útil más larga.
El dispositivo fue diseñado por investigadores de la Universidad de Cambridge y podría ayudar a impulsar las tecnologías de captura y almacenamiento de carbono a un costo mucho menor de lo que implica ahora. Los resultados de este proyecto se difundieron en la revista Nanoscale.
Cada año se liberan a la atmósfera alrededor de 35.000 millones de toneladas métricas de CO2 y se necesitan soluciones para eliminar estas emisiones y abordar así la crisis climática. Las tecnologías de captura de carbono más avanzadas actualmente requieren grandes cantidades de energía y son costosas.
El supercondensador consta de dos electrodos de carga positiva y negativa. En un trabajo dirigido por Trevor Binford mientras completaba su maestría en Cambridge, el equipo intentó alternar de un voltaje negativo a uno positivo para extender el tiempo de carga de los experimentos anteriores. Esto mejoró la capacidad del supercondensador para capturar carbono.
“Descubrimos que al alternar lentamente la corriente entre las placas, podemos capturar el doble de CO2 que antes”, dijo el doctor Alexander Forse del Departamento de Química Yusuf Hamied de Cambridge, quien dirigió la investigación.
Y añadió: “El proceso de carga y descarga de nuestro supercondensador utiliza potencialmente menos energía que el proceso de calentamiento de aminas que se usa actualmente en la industria”. Las aminas son compuestos químicos orgánicos que se consideran derivados del amoníaco.
Por otra parte, destacó que el próximo paso es investigar los mecanismos precisos de captura de CO2 y mejorarlos, para luego escalar dicha tecnología.
Por su parte, el Dr. Israel Temprano, contribuyó al proyecto mediante el desarrollo de una técnica de análisis de gases para el dispositivo. La técnica implica el uso de un sensor de presión que responde a los cambios en la adsorción de gas en el dispositivo electroquímico.
Este procedimiento ayuda en el mecanismo preciso que interviene dentro del supercondensador cuando se absorbe y libera CO2. Comprender estos mecanismos, las posibles pérdidas y las rutas de degradación son esenciales antes de que se pueda ampliar el supercondensador.
“Este campo de investigación es muy nuevo, por lo que aún no se conoce el mecanismo preciso que funciona dentro del supercondensador”, dijo Temprano.
Este supercondensador no absorbe CO2 espontáneamente: debe estar cargándose para absorber dicho gas. Cuando los electrodos se cargan, la placa negativa atrae el CO2, mientras ignora otras emisiones, como el oxígeno, el nitrógeno y el agua, que no contribuyen al cambio climático. Con este método, el supercondensador captura carbono y almacena energía.
“Queremos usar materiales que sean inertes, que no dañen el medio ambiente y que necesitemos desechar con menos frecuencia. Por ejemplo, el CO2 se disuelve en un electrolito a base de agua que es básicamente agua de mar”, subrayó Grace Mapstone, coautor de la investigación, en publicación difundida por Science Daily.
La investigación fue financiada por la Beca de Futuros Líderes del Dr. Forse, un esquema de Investigación e Innovación del Reino Unido que apoya proyectos de investigación e innovación.