Unas burbujas se convierten en la nueva revelación para la captura y el almacenamiento de CO2

Junto a la producción de energía renovable, la captura y el almacenamiento de dióxido de carbono se bajara como posibilidad para luchar contra el cambio climático. Todavía no hay una tecnología clara pero los nuevos materiales y tratamientos descubiertos proponen mejoras periódicas en la eficiencia de la captura, y ahora los científicos han desarrollado una técnica de bajo coste y muy eficiente, que hace uso de una membrana ultradelgada, tan fina como una burbuja, para filtrar el CO2 de los gases de combustión.

Los investigadores de Sandia National Laboratories, una filial de la corporación aeroespacial y militar Lockheed Martin Corporation y uno de los mejores laboratorios nacionales de investigación y desarrollo del Departamento de Energía de EEUU, junto con la Universidad de Nuevo México, han presentado su nueva creación a la que han llamado Memzyme CO2 (una membrana llena de enzimas).

Con una capa de líquido 10 veces más delgada que una burbuja de jabón, el CO2 se transmite a través de esta membrana y es capturado y disuelto, mientras que permite que pasen el nitrógeno y el oxígeno a través de ella. Las burbujas son muy frágiles, sin embargo, para evitar roturas o fugas, han sido reforzadas con un soporte basado en sílice de nanoporos, compuesto por una capa relativamente gruesa que repele el agua, y una capa delgada que la atrae.

Las enzimas se añaden a la capa de líquido para ayudar a acelerar el proceso de disolución del CO2. Además, los investigadores utilizaron la anhidrasa carbónica, una enzima que se encuentra en los músculos humanos, la sangre y los pulmones y que ayuda al cuerpo a procesar y eliminar el dióxido de carbono. La razón de su uso es porque vieron que aumentaba la tasa del CO2 disuelto en un factor de 10 millones. Con los nanoporos formando un ambiente inusual para las enzimas, los investigadores realizaron simulaciones moleculares para averiguar cómo la anhidrasa carbónica se estaba comportando en condiciones de hacinamiento y para ver cómo podían mejorar su rendimiento.

Las simulaciones mostraron que a pesar de que los nanoporos no son mucho más grandes que las propias enzimas, varios de ellos podrían trabajar juntos para ayudar a procesar el CO2. La estructura de nanoporos ayuda a proteger a las enzimas, lo que significa que podrían permanecer disueltos y activos en concentraciones mucho más altas de lo habitual, y hacerlo durante meses, a temperaturas de hasta 60°C.

En definitiva, el equipo afirma que su diseño es de 10 a 100 veces más selectivo con el CO2 del gas de combustión que las membranas de captura de carbono existentes, y lo hace unas 100 veces más rápido. Además, el CO2 que selecciona tiene un 99% de pureza, con l lo que se puede utilizar en una variedad de formas, como la fabricación de hormigón o la producción de biocombustibles a partir de bacterias y algas.

"Si lo aplicamos a una única planta térmica de carbón, podríamos evitar las emisiones de CO2 de un un año, equivalente a plantar 63 millones de árboles y dejarlos crecer durante 10 años", dice Rempe.

La tecnología Memzyme se patentó a principios de este año y, aunque aún es pronto, dicen que podría ser la primera en cumplir con el objetivo que tiene el Departamento Nacional de Energía de EEUU de capturar el 90% de las emisiones de carbono a un coste de 40 dólares por tonelada en 2025.