Por PHYS ORG – 23 de mayo de 2022
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Un equipo internacional de científicos está utilizando materiales porosos similares a esponjas que pueden atrapar el dióxido de carbono en sus cavidades mientras permiten el paso de otros gases como el nitrógeno.
Los materiales están hechos de azúcar y sales de metales alcalinos de bajo costo, por lo que serían lo suficientemente económicos para su implementación a gran escala y podrían ser particularmente efectivos para limitar el daño ambiental de las centrales eléctricas de carbón.
El artículo del equipo se publica en Angewandte Chemie , una publicación de la Sociedad Química Alemana. Phillip Milner, profesor asistente de química y biología química en la Universidad de Cornell, dirigió la colaboración.
Durante los últimos 100 años, el método principal para la captura de carbono en la química ha sido un proceso conocido como depuración de aminas. Las aminas son compuestos orgánicos derivados del amoníaco que contienen nitrógeno . En una solución acuosa , son capaces de eliminar selectivamente el dióxido de carbono de las mezclas de gases. Sin embargo, el oxígeno los degrada cada vez que se reciclan, lo que significa que se necesitaría producir más y más material, lo que aumentaría el costo.
En lugar de tratar de descubrir cómo superar el problema de oxidación en las aminas, el laboratorio de Milner ha estado experimentando con una familia diferente de materiales y diseñándolos específicamente para la captura de dióxido de carbono.
El nuevo proyecto se centra en materiales similares a esponjas que contienen sitios de hidróxido en sus poros. Por lo general, las soluciones de sales de hidróxido reaccionan de manera reversible con el dióxido de carbono y forman sales de bicarbonato, como el bicarbonato de sodio, que atrapan el dióxido de carbono. Pero para regenerar la sal de hidróxido, el material debe calentarse entre 500 y 800 grados centígrados, una tarea nada fácil y tampoco barata.
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La autora principal y estudiante de doctorado Mary Zick descubrió que al incorporar paquetes de moléculas de azúcar llamadas ciclodextrinas como iniciador y hervirlas con sales de metales alcalinos en agua, podía crear un material similar a una esponja que está plagado de cavidades en las que el dióxido de carbono se une fuertemente. pero en el que otros gases como el nitrógeno pasan fácilmente.
“Las emisiones de carbón siguen siendo el principal contribuyente antropogénico a las emisiones de dióxido de carbono en el mundo”, dijo Milner. “Lo bueno de este trabajo es que Mary no solo encontró un material que es útil para la captura de dióxido de carbono de los gases de combustión del carbón, sino que describió las relaciones estructura-propiedad que nos permitirán diseñar materiales para otras aplicaciones, como capturar CO 2 de centrales eléctricas alimentadas con gas natural , así como quizás incluso con aire, que es uno de los grandes desafíos de nuestro tiempo”.
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