La limpieza de aguas residuales municipales e industriales puede ser un negocio sucio, pero los ingenieros de la Universidad de Colorado Boulder han desarrollado un innovador proceso de tratamiento de aguas residuales que no solo mitiga el dióxido de carbono CO 2 emisiones, pero también captura activamente gases de efecto invernadero.
El método de tratamiento, conocido como Captura de Carbono Electrolítico Microbiano MECC, purifica las aguas residuales de una manera ecológica mediante el uso de una reacción electroquímica que absorbe más CO 2 que libera al crear energía renovable en el proceso.
"Este método de energía positiva y carbono negativo podría potencialmente contener enormes beneficios para una serie de industrias pesadas en emisiones", dijo Zhiyong Jason Ren, profesor asociado de Ingeniería Civil, Ambiental y de Arquitectura en CU-Boulder y autor principaldel nuevo estudio, que se publicó recientemente en la revista Ciencia y tecnología ambiental .
El tratamiento de aguas residuales generalmente produce CO 2 emisiones de dos maneras: los combustibles fósiles quemados para alimentar la maquinaria y la descomposición de material orgánico dentro de las aguas residuales. Además, las tecnologías de tratamiento de aguas residuales existentes consumen grandes cantidades de energía. Las empresas de servicios públicos en los Estados Unidos tratan aproximadamente 12 billonesgalones de aguas residuales municipales cada año y consumen aproximadamente el 3 por ciento de la energía de la red de la nación.
Las tecnologías de captura de carbono existentes son intensivas en energía y a menudo implican costosos procedimientos de transporte y almacenamiento. MECC utiliza la conductividad natural de las aguas residuales salinas para facilitar una reacción electroquímica diseñada para absorber CO 2 tanto del agua como del aire. El proceso transforma el CO 2 en carbonatos y bicarbonatos minerales estables que la industria de la construcción puede usar como materia prima, como amortiguador químico en el ciclo de tratamiento de aguas residuales o para contrarrestar la acidez aguas abajo del proceso, como en el océano.
La reacción también produce un exceso de gas hidrógeno, que puede almacenarse y aprovecharse como energía en una celda de combustible.
Los resultados ofrecen la posibilidad de que las aguas residuales puedan tratarse de manera efectiva en el sitio sin los riesgos o costos típicamente asociados con la eliminación. Se necesita más investigación para determinar el diseño óptimo del sistema MECC y evaluar el potencial de escalabilidad.
"Los resultados deben verse como una prueba de concepto con implicaciones prometedoras para una amplia gama de industrias", dijo Ren.
Las compañías eléctricas tienen muchas razones para animarse ante la posibilidad de una solución de tratamiento de aguas residuales sin carbono. El Plan de Energía Limpia de la Agencia de Protección Ambiental, que se espera tenga pleno efecto en el año 2020, requerirá que las plantas de energía cumplan con la reducción de CO 2 niveles de emisión
El estudio también puede tener implicaciones positivas a largo plazo para los océanos del mundo. Aproximadamente el 25 por ciento de CO 2 las emisiones son absorbidas posteriormente por el mar, lo que reduce el pH, altera la química del océano y por lo tanto amenaza los organismos marinos, especialmente los arrecifes de coral y los mariscos. Sin embargo, los carbonatos y bicarbonatos disueltos producidos a través de MECC podrían actuar para contrarrestar químicamente estos efectos si se agregan alOceano.
"Este sistema de tratamiento genera alcalinidad a través de medios electroquímicos y podríamos usarlo para ayudar a compensar los efectos de la acidificación del océano", dijo Greg Rau, investigador principal del Instituto de Ciencias Marinas de la Universidad de California Santa Cruz y un co-autor del estudio: "Esta es una de varias cosas ecológicas que hace esta tecnología"
Muchas plantas de tratamiento de aguas residuales están ubicadas en las costas, lo que aumenta la posibilidad de que la futura implementación de MECC en estas instalaciones pueda acoplar ambos CO 2 y mitigación de la acidez del océano.
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Materiales proporcionado por Universidad de Colorado en Boulder . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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