Crean una hoja artificial capaz de absorber CO2, ¿cómo funciona?

Científicos estadounidenses desarrollaron una hoja artificial capaz de filtrar el dióxido de carbono del aire y luchar así contra el cambio climático.

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Así, ingenieros de la Universidad de Illinois Chicago (UIC) crearon un nuevo método para capturar dióxido de carbono que, según los expertos, “es más económico, usa menos energía y es más eficiente que los que se utilizan en la actualidad”.

El desarrollo es un nuevo sistema que se basa en un variación del mecanismo de hojas artificiales que los investigadores ya presentaron en 2019. Al proceso artificial conseguido en los laboratorios anteriormente, los investigadores consiguieron hacerlo funcionar por primera vez en el mundo real.

Así, según la revista Energy & Environmental Science, los científicos incluyeron en su sistema un gradiente de agua -un lado seco y un lado húmedo- a través de una membrana cargada eléctricamente con el que pudieron aumentar significativamente la cantidad de CO2 capturado. Además lo realizaron usando materiales más económicos con lo que han conseguido también abaratar su costo.

Cómo funciona la hoja artificial

Según explican los investigadores, “el dióxido de carbono se une con un disolvente orgánico en el lado seco y produce una concentración de bicarbonato, o bicarbonato de sodio, en la membrana”.

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De acuerdo a cómo se va acumulando el bicarbonato, estos iones cargados negativamente “son arrastrados a través de la membrana hacia un electrodo cargado positivamente en una solución a base de agua en el lado húmedo de la membrana”.

Así, la solución líquida disuelve el bicarbonato y lo convierte en dióxido de carbono, por lo que se puede extraer para aprovecharlo como combustible o para otros usos.

“La alteración de la carga eléctrica acelera o ralentiza el ritmo de captura de dióxido de carbono. Según las pruebas realizadas por los investigadores, uno de estos sistemas de pequeño tamaño -entra en una mochila, afirman- puede capturar en su punto óptimo hasta 3,3 milimoles por hora por cada cuatro centímetros cuadrados de material”, agregaron los especialistas.

En este sentido, según los investigadores, “es más de 100 veces mejor que otros sistemas”. Además, la cantidad de energía que necesita para funcionar es similar a la que gasta una bombita LED de 1 vatio, lo que hace que este sistema sea bastante más barato que los que hay actualmente disponibles.

“Nuestro sistema de hojas artificiales puede desplegarse fuera del laboratorio, donde tiene el potencial de desempeñar un papel importante en la reducción de los gases de efecto invernadero en la atmósfera gracias a su alta tasa de captura de carbono, su coste relativamente bajo y su energía moderada, incluso cuando se compara con los mejores sistemas basados en el laboratorio”, aseveró Meenesh Singh, profesor de ingeniería química en la UIC y autor principal del artículo.

A gran escala

Si bien el dispositivo que utilizaron en sus experimentos es muy pequeño, los investigadores aseguraron que el sistema es modular por naturaleza por lo que se podría ampliar para su uso a gran escala.

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Singh sostuvo que un pequeño módulo del tamaño de un humidificador doméstico puede eliminar más de 1 kilogramo de CO2 al día. Mientras que cuatro de estos módulos de electrodiálisis de gran tamaño pueden llegar a capturar más de 300 kilogramos de CO2 por hora de las emisiones de una fábrica, por ejemplo.

“Es especialmente emocionante que esta aplicación en el mundo real de una hoja artificial impulsada por electrodiálisis tuviera un flujo elevado con una superficie pequeña y modular”, destacó Singh.

Y agregó: “Esto significa que tiene el potencial de ser apilable, los módulos pueden añadirse o restarse para ajustarse más perfectamente a la necesidad y utilizarse de forma asequible en hogares y aulas, no sólo entre organizaciones industriales rentables”.