Es posible que no sea necesaria una costosa separación de gases para reciclar el CO2 del aire y de las plantas industriales.

Según investigadores de la Universidad de Michigan, puede que no sea necesario dar un paso costoso en el proceso de tomar las emisiones de dióxido de carbono y convertirlas en productos útiles como biocombustibles y productos farmacéuticos.

El dióxido de carbono en la atmósfera terrestre es un factor clave del cambio climático, y la quema de combustibles fósiles representa el 90% de todas las emisiones de CO2.Las nuevas regulaciones de la EPA introducidas en abril exigen que las plantas de combustibles fósiles reduzcan sus emisiones de gases de efecto invernadero en un 90% para 2039.

Muchos investigadores sostienen que almacenar ese CO2 sería un desperdicio cuando el carbono se necesita para fabricar muchos productos de los que dependemos a diario, como ropa, perfumes, combustible para aviones, hormigón y plástico.Pero reciclar CO2 normalmente requiere separarlo de otros gases, un proceso con un precio que puede resultar prohibitivo.

Ahora, nuevos tipos de electrodos, mejorados con una capa de bacterias, pueden saltarse ese paso.Mientras que los electrodos metálicos convencionales reaccionan con azufre, oxígeno y otros componentes del aire y los gases de combustión, las bacterias parecen menos sensibles a ellos.

"Los microbios en estos electrodos, o biocatalizadores, pueden usar concentraciones más pequeñas de CO2 y parecen más robustos en términos de manejo de impurezas en comparación con los electrodos que usan catalizadores metálicos", dijo Josué Jack, profesor asistente de ingeniería civil y ambiental de la UM y primer autor del artículo en la portada de Environmental Science Nano.

“Las plataformas que utilizan metales parecen ser mucho más sensibles a las impurezas y, a menudo, necesitan concentraciones de CO2 más altas para funcionar.Entonces, si quisieras eliminar el CO2 directamente de las emisiones de las plantas de energía, el catalizador biótico podría hacerlo con una limpieza mínima de ese gas”.

Debido a que el CO2 es una de las moléculas más estables, separar el carbono del oxígeno requiere mucha energía, entregada en forma de electricidad.Por ejemplo, los electrodos metálicos eliminan uno de los átomos de oxígeno, lo que produce monóxido de carbono, que puede utilizarse en reacciones posteriores para producir sustancias químicas útiles.Pero otras moléculas también pueden reaccionar con esos electrones.

Los microbios, por el contrario, pueden ser mucho más atacados.No sólo trabajan juntos para eliminar el oxígeno, sino que, con la ayuda de los electrones proporcionados por el electrodo, también comienzan a convertir el carbono en moléculas más complejas.

Para evaluar los posibles ahorros de costos derivados del uso de biocatalizadores para omitir el paso de separación de gases, el equipo de Jack analizó datos de estudios anteriores y estableció tasas de eficiencia para convertir diferentes gases residuales que contienen CO2.Luego utilizaron esos datos para evaluar la huella de carbono y los costos de producción de varios productos derivados del CO2.Los resultados mostraron que el uso de electricidad renovable, como células solares, con una fuente concentrada de CO2, sin separación de gases, permite obtener la menor huella de carbono y productos más competitivos en costos.

Pero este escenario ideal sólo es posible para fuentes de CO2 especialmente limpias y concentradas, como la fermentación en plantas de bioetanol.Separar el CO2 de los gases de combustión en las operaciones de quema de combustibles fósiles puede costar entre 40 y 100 dólares por tonelada de CO2.Y para fuentes excepcionalmente diluidas, como el aire normal, el costo puede alcanzar entre 300 y 1.000 dólares por tonelada.

El análisis demostró que al utilizar gases residuales o aire directamente, reciclar CO2 de fuentes diluidas podría resultar económicamente viable.

"Nuestra esperanza es acelerar la escalabilidad de las tecnologías de conversión de CO2 para mitigar el cambio climático y mejorar la circularidad del carbono", dijo Jack."Queremos descarbonizar rápidamente la energía y ahora incluso la industria química, en un plazo mucho más rápido".

Fuente: Noticias de Michigan