Un nuevo estudio presenta un avance significativo en la utilización del dióxido de carbono (CO2), demostrando que la captura y conversión de este gas no necesitan ser procesos separados. “Hemos demostrado una vía más sencilla para la utilización del CO2 en condiciones de gas realistas integrando ambas funciones en un solo electrodo”, explica Wonyong Choi, autor principal del estudio.
Si bien la captura de CO2 del aire podría parecer relativamente simple – las plantas lo hacen constantemente – su conversión en un producto útil es un desafío crucial para la implementación generalizada de métodos de captura de carbono. En las emisiones industriales, como los gases de combustión, el CO2 suele estar diluido en presencia de otros gases como el nitrógeno y el oxígeno. Los métodos de conversión existentes, sin embargo, requieren CO2 altamente concentrado y previamente separado para funcionar eficientemente. Por ello, Donglai Pan, Myoung Hwan Oh, Wonyong Choi y sus colegas se propusieron diseñar un sistema de captura y conversión de carbono que operara en condiciones similares a las de los gases de combustión reales y que pudiera convertir incluso pequeñas cantidades de CO2 capturado en un producto valioso.
El equipo desarrolló un electrodo que permite la difusión de gases, capturando y convirtiendo posteriormente el CO2 presente en el aire. Este electrodo se compone de tres capas: un material especializado para la captura de carbono, papel de carbono permeable a los gases y óxido de estaño (IV) catalítico. Este diseño convierte directamente el CO2 gaseoso en ácido fórmico, una materia prima valiosa para diversas aplicaciones químicas, incluidas las pilas de combustible.
En pruebas con CO2 puro, el nuevo electrodo demostró ser aproximadamente un 40% más eficiente que otros electrodos de conversión de carbono existentes en condiciones de laboratorio comparables. Aún más importante, en pruebas con un gas de combustión simulado que contenía un 15% de CO2, un 8% de oxígeno y un 77% de nitrógeno, continuó produciendo una cantidad sustancial de ácido fórmico, mientras que otros sistemas generaron cantidades insignificantes. Además, el nuevo sistema de electrodos capturó CO2 en concentraciones similares a los niveles atmosféricos actuales, demostrando su capacidad para operar en condiciones ambientales. Los investigadores afirman que este trabajo ofrece una estrategia prometedora para integrar la captura de CO2 en aplicaciones industriales prácticas y esperan que pueda conducir al desarrollo de sistemas similares para capturar otros gases de efecto invernadero, como el metano.
Los autores reconocen la financiación de la National Research Foundation of Korea.
