Los científicos afirman que medio kilo de este polvo puede eliminar el CO2 del aire como un árbol

Un árbol grande típico puede absorber esa cantidad 40 kilogramos de dióxido de carbono fuera del aire durante un año. Ahora los científicos de UC Berkeley dicen que pueden hacer lo mismo con menos de media libra del suave polvo amarillo.

El polvo está diseñado para atrapar el gas de efecto invernadero en sus poros microscópicos y luego liberarlo cuando esté listo para ser expulsado donde no pueda contribuir al calentamiento global. En las pruebas, el material estaba en buenas condiciones incluso después de 100 ciclos de este tipo. aprendiendo fue publicado el miércoles en la revista Nature.

“Está muy bien”, dijo. Omar Yaguia químico reticular en UC Berkeley y autor principal del estudio. “Basándonos en la estabilidad y el comportamiento del material en este punto, creemos que durará miles de ciclos”.

Este polvo, llamado COF-999, se puede utilizar en plantas de captura directa de aire a gran escala que están comenzando a funcionar para reducir el carbono en la atmósfera.

Es necesario mantener las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono por debajo de 450 partes por millón para limitar el calentamiento global a 2 grados Celsius por encima de los niveles preindustriales y prevenir los peores efectos del cambio climático, dicen los científicos. Las mediciones realizadas en el Observatorio Mauna Loa en Hawái muestran que los niveles de CO2 se sitúan actualmente en torno a 423 ppm.

“Hay que sacar el CO2 del aire; no hay forma de evitarlo”, dijo Yagi, científico principal de la Universidad de California en Berkeley. Instituto Bakar de Materiales Digitales para el Planeta. “Aunque dejemos de emitir CO2, tenemos que eliminarlo del aire. No tenemos otras opciones”.

Klaus Lacknerdirector fundador Centro de Emisiones Negativas de Carbono La Universidad Estatal de Arizona está de acuerdo en que la captura atmosférica directa se convertirá en una herramienta importante para secuestrar carbono y enfriar el planeta una vez que supere obstáculos importantes. Los avances en nuevas investigaciones pueden ayudar, afirmó.

“Están abriendo la puerta a toda una nueva familia de enfoques”, afirmó Lackner, que no participó en la investigación.

Cuando se observa bajo un microscopio electrónico de barrido, el polvo parece pequeñas pelotas de baloncesto con miles de millones de agujeros, dijo el líder del estudio, el químico de materiales Zihui Zhou, que está trabajando en su doctorado en UC Berkeley.

Las estructuras se mantienen unidas mediante algunos de los enlaces químicos más fuertes de la naturaleza, incluidos aquellos que unen los átomos de carbono para formar diamantes. Los compuestos llamados aminas están adheridos a los andamios.

Cuando el aire fluye a través de las estructuras, muchos sus componentes pasar intacto. Pero las aminas, que son básicas, atrapan el dióxido de carbono, que es ácido.

Esas moléculas de CO2 permanecen hasta que los científicos las liberan aplicando calor. Luego se pueden aspirar para guardarlos, tal vez por hundiéndolos profundamente bajo tierradijo Zhou.

Una vez que se elimina el dióxido de carbono del polvo, todo el proceso puede comenzar de nuevo.

Para probar la capacidad del COF-999 para eliminar carbono, los investigadores colocaron el polvo en un tubo de acero inoxidable del tamaño de una pajita y lo expusieron al aire de Berkeley durante 20 días.

Cuando entró en la tubería, el aire de Berkeley contenía CO2 en concentraciones que oscilaban entre 410 ppm y 517 ppm. Cuando salió por el otro lado, los científicos no pudieron detectar dióxido de carbono en absoluto, dijo Zhou.

Según sus creadores, el polvo tiene una serie de ventajas sobre otros materiales.

Su diseño poroso aumenta su superficie, lo que significa más lugares para contener moléculas de CO2. Como resultado, captura dióxido de carbono a un ritmo “al menos 10 veces más rápido” que otros materiales utilizados para la extracción directa de aire, dijo Zhou.

Los miembros del equipo han seguido realizando mejoras y están en camino de duplicar su capacidad el próximo año, añadió Yagi.

Otro aspecto positivo es que COF-999 retiene CO2 cuando se calienta a 140 grados F. Materiales comparables deben calentarse a 250 grados F para extraer el carbono, dijo Zhou.

El polvo también es más duradero. Según Zhou, el equipo probó la nueva versión, que funcionó durante 300 ciclos antes de que finalizara el experimento.

Lackner dijo que es una señal esperanzadora.

“Salir de 100 ciclos y no ver ningún deterioro demuestra que se pueden realizar miles de ciclos”, afirmó. “No sabemos si se pueden obtener cientos de miles de ciclos”.

Implementarlo a escala industrial requeriría diseñar algún tipo de caja de metal grande por la que pueda pasar el aire sin levantar polvo, dijo Zhou. Estas cajas deben combinarse en una cantidad que evoque una planta química o petrolera moderna.

Una estructura alta de ventiladores y bandejas captura dióxido de carbono en la planta de captura directa de aire de Tracy, California, que abrió sus puertas el año pasado.

(Paul Kuroda/para The Times)

Una versión del COF-999 podría estar lista para plantas de captura directa de aire dentro de dos años, dijo Yagi. No pudo estimar cuánto costaría la producción en masa, pero dijo que no requeriría materiales caros o exóticos.

Yaghi fundó la empresa con sede en Irvine atokocomercialización de la investigación sobre captura de carbono y otras tecnologías. Atoco ayudó a financiar la nueva investigación. (Otros patrocinadores financieros incluyen el Instituto Bakar y la Ciudad Rey Abdulaziz para la Ciencia y la Tecnología).

Además, UC Berkeley presentó una solicitud de patente para COF-999, que nombra a Yaghi y Zhou como inventores.

Según Lackner, el proceso de captura directa de aire debería ser “diez veces más barato de lo que es ahora”, porque puede tener un impacto real en el aire. cientos de miles de millones de toneladas de dióxido de carbono a los científicos les encanta limpiarlo de la atmósfera.

Un material que fuera más eficiente para secuestrar CO2 ayudaría, pero Lackner dedica más tiempo a preocuparse por cuestiones como la pérdida de calor cuando las temperaturas aumentan y envían carbono bajo tierra.

“Hay miles de cosas que contribuyen a esto”, afirmó.