Un equipo de investigadores de la universidad de UNIST (Corea del Sur), ha desarrollado un sistema que produce electricidad e hidrógeno (H2), al tiempo que elimina el dióxido de carbono (CO2). La fórmula permitiría contribuir a la reducción del principal contribuyente al calentamiento global.
Este proyecto ha sido liderado por el Profesor Guntae Kim en la Escuela de Energía e Ingeniería Química en UNIST. Ha contado con la colaboración del Profesor Jaephil Cho, del Departamento de Ingeniería Energética. También se les ha sumado el Profesor Meilin Liu, de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales del Instituto de Tecnología de Georgia.
En este trabajo, el grupo de expertos presentó un sistema híbrido de Na-CO2. Éste puede producir continuamente energía eléctrica e hidrógeno a través de una conversión eficiente del dióxido de carbono. Es capaz de mantener un funcionamiento estable durante más de 1.000 horas. Permite además disolver de manera espontánea de CO2 en una solución acuosa.
Una alternativa para ayudar a frenar el cambio climático
“Las tecnologías de captura, utilización y secuestro de carbono (CCUS) han recibido recientemente mucha atención por proporcionar un camino para enfrentar el cambio climático global”. Así lo explica Guntae Kim, profesor de la Escuela de Energía e Ingeniería Química de UNIST. “La clave de esa tecnología es la conversión de moléculas de CO2 químicamente estables a otros materiales. Nuestro nuevo sistema ha resuelto este problema con el mecanismo de disolución de CO2”, agrega.
Gran parte de las emisiones humanas de dióxido de carbono son absorbidas por el océano y se convierten en acidez. Los investigadores se centraron en este fenómeno. Fue así como se les ocurrió la idea de fundir el CO2 en agua para inducir una reacción electroquímica. Si la acidez aumenta, la cantidad de protones también se incrementa. A su vez, esto aumenta la potencia para atraer electrones. Si se crea un sistema de batería basado en este fenómeno, la electricidad se puede producir eliminando el CO2.
Una mezcla de tecnologías
Su sistema híbrido de Na-CO2 consiste en un cátodo (sodio metálico), un separador (NASICON) y un ánodo (catalizador). En esto se asemeja a una celda de combustible. Pero, a diferencia de otras baterías, los catalizadores están contenidos en el agua. Además, están conectados por un cable a un cátodo. Cuando se inyecta CO2 en el agua, toda la reacción comienza. Así se elimina el dióxido de carbono y se genera electricidad y H2. En este momento, la eficiencia de conversión de CO2 es del 50%.
“Esta célula híbrida de Na-CO2, que adopta tecnologías CCUS eficientes, no solo utiliza el dióxido de carbono como recurso para generar energía eléctrica, sino que también produce una fuente de energía limpia, el hidrógeno“, dice Jeongwon Kim, uno de los responsables de la investigación.
En particular, este sistema ha demostrado estabilidad hasta el punto de funcionar durante más de 1.000 horas sin dañar los electrodos. El sistema se puede aplicar para eliminar el dióxido de carbono mediante la inducción de reacciones químicas.
“Esta investigación conducirá a una mayor investigación derivada y se podrá producir H2 y electricidad de manera más eficaz cuando se mejoren los electrolitos, el separador, el diseño del sistema y los electrocatalizadores”, concluye el profesor Kim.
Un problema creciente
En 2018 las emisiones de CO2 alcanzaron un nuevo récord al crecer un 2,7%.
Por otro lado, un equipo internacional de investigadores ha constatado que la materia orgánica se descompone más rápidamente en las áreas más cálidas y húmedas del planeta -como las zonas tropicales y los ecosistemas fluviales- lo que implicará una mayor emisión CO2 y metano a la atmósfera.
El hallazgo, publicado en Science Advances, es importante porque confirma que el aumento de las temperaturas (provocado por el uso de combustibles fósiles) agravará cambio climático al generar un aumento natural de las emisiones de gases de efecto invernadero desde ciertas zonas del planeta.
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