Los ingenieros químicos de EPFL han desarrollado una nueva clase de membranas de alto rendimiento para la captura de carbono que exceden en gran medida los objetivos actuales.
Un importante gas de efecto invernadero, el CO 2 producido al quemar combustibles fósiles todavía se libera principalmente a la atmósfera, lo que se suma a la carga del calentamiento global. Una forma de reducir es a través de una captura de carbono: una técnica química que elimina CO 2 de emisiones ( “post-combustión”), evitando que entren en la atmósfera. El CO 2 capturado se puede reciclar o almacenar en forma gaseosa o líquida, un proceso conocido como secuestro.
La captura de carbono se puede hacer utilizando las llamadas «membranas de alto rendimiento», que son filtros de polímeros que pueden seleccionar específicamente CO 2 de una mezcla de gases, como los que salen de la chimenea de una fábrica. Estas membranas son respetuosas con el medio ambiente, no generan desechos, pueden intensificar los procesos químicos y pueden usarse de manera descentralizada. De hecho, ahora se consideran una de las rutas más eficientes energéticamente para reducir las emisiones de CO 2 .
Los científicos dirigidos por Kumar Varoon Agrawal en EPFL Valais Wallis ahora han desarrollado una nueva clase de membranas de alto rendimiento que excede los objetivos de captura después de la combustión por un margen significativo. Las membranas se basan en grafeno de una sola capa con una capa selectiva más delgada que 20 nm y son altamente ajustables en términos de química, lo que significa que eso puede allanar el camino para las membranas de alto rendimiento de próxima generación para varias separaciones críticas.
Se requiere que las membranas actuales superen las 1000 unidades de permeación de gas (GPU) y que tengan un » factor de separación de CO 2 / N 2 » superior a 20, una medida de su especificidad de captura de carbono. Las membranas que desarrollaron los científicos de EPFL muestran una permeación de CO 2 seis veces mayor a 6.180 GPU con un factor de separación de 22.5. Las GPU se dispararon hasta 11,790 cuando los científicos combinaron porosidad de grafeno optimizada, tamaño de poro y grupos funcionales (los grupos químicos que realmente reaccionan con el CO2), mientras que otras membranas que fabricaron mostraron factores de separación de hasta 57.2.
Cadenas poliméricas de CO2 selectivo anclados en grafeno tire efectivamente CO 2 a partir de una mezcla de gas de combustión. Crédito: KV Agrawal (EPFL)
«La funcionalización de las cadenas poliméricas selectivas de CO 2 en grafeno nanoporoso nos permite fabricar membranas de nanómetros de grosor pero selectivas de CO 2 «, dice Agrawal. “Esta naturaleza bidimensional de la membrana aumenta drásticamente la penetración de CO 2 , haciendo que las membranas sean aún más atractivas para la captura de carbono. El concepto es altamente genérico, y una serie de separaciones de gases de alto rendimiento son posibles de esta manera «.
Via: https://actu.epfl.ch/news/next-gen-membranes-for-carbon-capture/
