El dióxido de carbono es un gas que se libera por la quema de combustibles fósiles tales como el petróleo y el carbón. Su acumulación en la atmósfera produce el conocido efecto invernadero, es decir, incrementa la temperatura del ambiente.
Los científicos están buscando tecnologías para controlar su emisión o mitigar su impacto y, una de ellas, es su captura antes de que sea liberado. En este trajín, investigadores de la Universidad de Cornell han dado a conocer un nuevo método para la captura de este gas y han logrado convertirlo en un producto útil para la producción de energía eléctrica.
Desarrollado una célula de energía/dióxido de carbono en oxígeno de aluminio que utiliza reacciones electroquímicas tanto para capturar el dióxido de carbono y producir electricidad.
Esta célula utiliza aluminio como ánodo y las corrientes mixtas de dióxido de carbono y oxígeno como los ingredientes activos de cátodo. Las reacciones electroquímicas entre el ánodo y el cátodo capturan el dióxido de carbono los convierte en compuestos ricos en carbono y al mismo tiempo produce electricidad.
En la mayoría de los modelos actuales de captura de carbono, el compuesto es atrapado en líquidos o sólidos, que luego se calientan o despresurizan para que liberen el dióxido de carbono. De esta forma, el gas concentrado debe ser comprimido para ser entregado a las industrias capaces de volver a utilizarla.
Este nuevo hallazgo representa un posible cambio de paradigma en la captura del carbono. La célula electroquímica genera 13 amperios hora por gramo de carbono poroso (como cátodo) a un potencial de descarga de alrededor de 1,4 voltios. La energía producida por la célula es comparable a la producida por los sistemas de baterías de densidad de energía más altos.
Otro aspecto clave es en la generación de productos intermedios 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 se utiliza ampliamente en muchas industrias, incluyendo la farmacéutica, fibras y la fundición de metales.
Además, los científicos señalaron que el aluminio es el ánodo perfecto para esta célula, ya que es abundante, más seguro que otros metales de alta densidad de energía, tiene un menor costo que otros materiales potenciales (litio, sodio), y tiene una densidad de energía comparable a la del litio. Dijeron también que 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 a la generación de energía y a la reducción de las emisiones de carbono.
Sin embargo, existe un inconveniente. El electrolito - el líquido que conecta el ánodo al cátodo - es extremadamente sensible al agua. Es por eso que se está trabajando en observar el rendimiento de los sistemas electroquímicos y el uso de electrolitos que son menos sensibles al agua.
El estudio fue publicado en Science Advances Review