Si bien la raza humana siempre dejará su huella de carbono en la Tierra, debe continuar buscando formas de disminuir el impacto de su consumo de combustibles fósiles.
Las tecnologías de "captura de carbono" - atrapar químicamente el dióxido de carbono antes de que sea liberado a la atmósfera - es un enfoque. En un estudio reciente, los investigadores de la Universidad de Cornell revelan un método novedoso para capturar el gas de efecto invernadero y convertirlo en un producto útil- mientras produce energía eléctrica.
Lynden Archer, la distinguida profesora de ingeniería James A. Friend Family y el estudiante de doctorado Wajdi Al Sadat han desarrollado una célula de energía de aluminio / dióxido de carbono asistida por oxígeno que utiliza reacciones electroquímicas para secuestrar el dióxido de carbono y producir electricidad.
Su papel, "El O 2 Al / CO asistido 2 celda electroquímica: un sistema para CO 2 captura / conversión y generación de energía eléctrica ", se publicó el 20 de julio en Avances científicos .
La celda propuesta por el grupo usaría aluminio como el ánodo y corrientes mixtas de dióxido de carbono y oxígeno como ingredientes activos del cátodo. Las reacciones electroquímicas entre el ánodo y el cátodo secuestrarían el dióxido de carbono en compuestos ricos en carbono y al mismo tiempo produciríanelectricidad y un valioso oxalato como subproducto.
En la mayoría de los modelos actuales de captura de carbono, el carbono se captura en fluidos o sólidos, que luego se calientan o despresurizan para liberar el dióxido de carbono. El gas concentrado debe ser comprimido y transportado a industrias capaces de reutilizarlo, o secuestrado bajo tierraLos hallazgos en el estudio representan un posible cambio de paradigma, dijo Archer.
"El hecho de que hayamos diseñado una tecnología de captura de carbono que también genera electricidad es, en sí mismo, importante", dijo. "Uno de los obstáculos para adoptar la tecnología actual de captura de dióxido de carbono en las plantas de energía eléctrica es que elLa regeneración de los fluidos utilizados para capturar dióxido de carbono utiliza hasta el 25 por ciento de la producción de energía de la planta. Esto limita seriamente la viabilidad comercial de dicha tecnología. Además, el dióxido de carbono capturado debe ser transportado a sitios donde puede ser secuestrado o reutilizado, que requiere nueva infraestructura ".
El grupo informó que su celda electroquímica generó 13 amperios-hora por gramo de carbono poroso como el cátodo con un potencial de descarga de alrededor de 1.4 voltios. La energía producida por la celda es comparable a la producida por la batería de mayor densidad de energía.sistemas.
Otro aspecto clave de sus hallazgos, dice Archer, es la generación de productos intermedios de superóxido, que se forman cuando el dióxido se reduce en el cátodo. El superóxido reacciona con el dióxido de carbono normalmente inerte, formando un oxalato de carbono-carbono que esampliamente utilizado en muchas industrias, incluida la fundición farmacéutica, de fibra y metal.
"Un proceso capaz de convertir dióxido de carbono en una molécula más reactiva, como un oxalato que contiene dos carbonos, abre una cascada de procesos de reacción que pueden usarse para sintetizar una variedad de productos", dijo Archer, señalando que la configuración dela celda electroquímica dependerá del producto que uno elija hacer del oxalato.
Al Sadat, que trabajó en vehículos de captura de carbono a bordo en Saudi Aramco, dijo que esta tecnología no se limita a las aplicaciones de centrales eléctricas. "Se adapta muy bien con la captura a bordo de vehículos", dijo, "especialmente si se piensa en unmotor de combustión interna y un sistema auxiliar que depende de la energía eléctrica ".
Dijo que el aluminio es el ánodo perfecto para esta celda, ya que es abundante, más seguro que otros metales de alta densidad de energía y de menor costo que otros materiales potenciales litio, sodio mientras tiene una densidad de energía comparable al litio.muchas plantas de aluminio ya están incorporando algún tipo de instalación de generación de energía en sus operaciones, por lo que esta tecnología podría ayudar tanto en la generación de energía como en la reducción de las emisiones de carbono.
Un inconveniente actual de esta tecnología es que el electrolito, el líquido que conecta el ánodo al cátodo, es extremadamente sensible al agua. El trabajo en curso está abordando el rendimiento de los sistemas electroquímicos y el uso de electrolitos que son menos sensibles al agua.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Original escrito por Melissa Osgood. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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