Captura fácil y barata de dióxido de carbono gracias a la melamina

Utilizando un polímero barato llamado melamina (el principal componente de la fórmica) unos químicos han creado una forma barata, fácil y energéticamente eficiente de capturar el dióxido de carbono de las chimeneas, un objetivo clave para reducir las emisiones a la atmósfera de gases con efecto invernadero.

El avance es obra del equipo de Jeffrey Reimer y Haiyan Mao, de la Universidad de California en Berkeley, Estados Unidos.

El nuevo sistema de captura de dióxido de carbono mediante el material basado en la melamina ha sido adaptado primeramente para que trabaje en grandes chimeneas de fábricas y de centrales eléctricas energizadas mediante combustibles fósiles. Sin embargo, todo apunta a que podrá adaptarse con éxito a salidas de CO2 mucho más pequeñas, como por ejemplo los tubos de escape de automóviles y de otros vehículos terrestres.

Con una implantación lo bastante grande de esta nueva tecnología, podría lograrse mitigar significativamente el avance del calentamiento global. Hay que tener en cuenta que el dióxido de carbono procedente de la quema de combustibles fósiles constituye aproximadamente el 75% de todo el gas de efecto invernadero generado en naciones como Estados Unidos.

El nuevo material es sencillo de fabricar, ya que requiere principalmente polvo de melamina, disponible en el mercado a bajo precio (unos 40 dólares por tonelada en bastantes proveedores de Estados Unidos) junto con formaldehído y ácido cianúrico, un producto químico este último que, entre otros usos, se añade con el cloro a las piscinas para dar más estabilidad a este.

En el gráfico, las moléculas de dióxido de carbono (con el carbono en color plateado y el oxígeno en rojo) interactúan con aminas en el material (el nitrógeno se muestra en azul y el hidrógeno en verde), lo cual permite al material adsorber el gas de las emisiones de las chimeneas. Las bolas amarillas con flechas representan isótopos de carbono-13 y sus espines nucleares, que se emplearon en análisis del material mediante resonancia magnética nuclear. (Imagen: Haiyan Mao y Jeffrey Reimer, UC Berkeley)

La red porosa de melamina, que es como se describe técnicamente al nuevo sistema de captura de CO2, atrapa el dióxido de carbono con una eficacia comparable a la conseguida en las primeras pruebas de otra clase relativamente reciente de materiales para capturar dióxido de carbono: los armazones organometálicos (MOFs, por sus siglas en inglés).

El primero de tales MOFs para capturar CO2 fue creado por químicos de la Universidad de California en Berkeley en 2015, y las versiones posteriores han demostrado ser aún más eficientes en retirar al dióxido de carbono de los gases de combustión, como los de una central eléctrica de carbón.

Sin embargo, el nuevo material basado en la melamina utiliza ingredientes mucho más baratos, es más fácil de fabricar y es más eficiente energéticamente que la mayoría de armazones organometálicos. Respecto a esto último, captura y libera el dióxido de carbono a temperaturas más bajas que las requeridas por los métodos anteriores. Concretamente, captura el dióxido de carbono a unos 40 grados centígrados, ligeramente por encima de la temperatura ambiente, y lo libera a unos 80 grados centígrados, por debajo del punto de ebullición del agua. Esto supone un importante ahorro de energía, tanto si solo se busca atrapar el CO2 y sepultarlo bajo tierra como si se desea emplearlo en la elaboración de ciertos productos.

En definitiva, el bajo coste del sistema basado en este material significa que podría desplegarse ampliamente.

El equipo de Reimer y Mao expone los detalles técnicos de su nuevo sistema de captura de CO2 en la revista académica Science Advances, bajo el título “A scalable solid-state nanoporous network with atomic-level interaction design for carbon dioxide capture”. (Fuente: NCYT de Amazings)