Un equipo internacional codirigido por un investigador de química de la Universidad Estatal de Oregón ha descubierto una mejor manera de eliminar el dióxido de carbono de las emisiones de la chimenea, lo que podría ser la clave para mitigar el cambio climático global.
Publicado hoy en Naturaleza , los hallazgos son importantes porque el CO atmosférico 2 ha aumentado un 40 por ciento desde el comienzo de la era industrial, contribuyendo en gran medida al calentamiento del planeta.
Kyriakos Stylianou de la Facultad de Ciencias de la OSU y colegas de la École Polytechnique fédérale de Lausanne, la Universidad Heriot-Watt en Escocia, la Universidad de Ottawa y la Universidad de Granada en España utilizaron la minería de datos como trampolín para zambullirse en una clavedesafío: lidiar con la porción de agua de los gases de la chimenea que complica enormemente la eliminación del CO 2 .
La minería de datos involucró a cientos de miles de nanomateriales conocidos como marcos metálicos orgánicos, generalmente abreviados a MOF. Los MOF tienen el potencial de interceptar, mediante adsorción, CO 2 moléculas a medida que los gases de combustión salen de la chimenea.
Los gases de combustión se pueden secar, pero eso agrega un gasto significativo al CO 2 proceso de captura.
"Hay un número incontable de MOFs estructural y químicamente distintos, pero el desafío con la mayoría de ellos es que no funcionan bien cuando se someten a pruebas con gases de combustión realistas", dijo Stylianou. "El agua en los gases de combustión compite conEl co 2 para los mismos sitios de adsorción, lo que significa que esos MOF no se friegan selectivamente como queremos que lo hagan "
Examinando más de 325,000 MOF en una biblioteca digital, los científicos identificaron diferentes tipos de CO 2 sitios de unión, que denominaron "adsorbáforos", que mantendrían su selectividad en presencia de agua.
Luego, en el laboratorio, el estudiante de doctorado de Stylianou, Arunraj Chidambaram, hizo dos de los MOF que contenían un adsorbáforo hidrófobo, que repele el agua, que consta de dos núcleos aromáticos y los probaron. Los científicos descubrieron que no solo era el rendimiento de la separaciónde los MOF no afectados por el agua, también superaron algunos de los CO 2 materiales de eliminación actualmente en el mercado, como carbón activado y zeolita 13X.
"Pasamos del diseño a la síntesis y la aplicación", dijo Stylianou. "Utilizamos cálculos para descubrir sitios activos para CO 2 captura. Los MOF se desempeñaron de manera óptima para CO de humos húmedos 2 captura porque estos MOF tienen dos sitios distintos en sus estructuras; uno para agua y otro para CO 2 y, por lo tanto, CO 2 y las moléculas de agua no compiten entre sí "
Más investigación, agregó, analizará la escala: cómo hacer y probar los MOF en el tipo de alcance requerido por el desafío industrial de gran magnitud CO 2 las emisiones representan
Según la Administración Nacional Atmosférica y Oceánica, la concentración promedio mundial de dióxido de carbono atmosférico en 2018 fue de 407.4 partes por millón, más alta que en cualquier momento en al menos 800,000 años.
Los combustibles fósiles como el carbón y el petróleo contienen carbono que las plantas extrajeron de la atmósfera a través de la fotosíntesis durante millones de años. Ese mismo carbono ahora se devuelve a la atmósfera en cuestión de cientos de años porque los combustibles fósiles se queman para obtener energía,incluso por fábricas y otras instalaciones industriales a gran escala.
La tasa anual de aumento de CO atmosférico 2 en las últimas seis décadas es aproximadamente 100 veces más rápido que los aumentos resultantes de causas naturales, como las que ocurrieron después de la última edad de hielo hace más de 10,000 años, según NOAA.
A diferencia del oxígeno o el nitrógeno, que representan la mayor parte de la atmósfera, los gases de efecto invernadero absorben el calor y lo liberan gradualmente con el tiempo. En ausencia de esos gases de efecto invernadero, la temperatura media anual del planeta estaría por debajo del punto de congelación en lugar de alrededor de 60 grados Fahrenheit, pero también-los altos niveles de gases de efecto invernadero hacen que el presupuesto energético de la Tierra se desequilibre.
El Departamento de Energía de EE. UU., El Departamento de Estrategia Comercial, Energética e Industrial del Reino Unido, la Oficina Federal de Energía de Suiza, la Fundación Nacional de Ciencias de Suiza, el Consejo Europeo de Investigación, el Centro Nacional de Competencia en Investigación de Suiza, la Unión Europea,y el Centro para Separaciones de Gases Relevantes para Energía Limpia apoyó esta investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Oregón . Original escrito por Steve Lundeberg. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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