Foto: El líquido púrpura en esta configuración de laboratorio en el MIT absorbe el dióxido de carbono. Después se bombea a un dispositivo parecido a una batería que elimina el dióxido de carbono para que pueda absorber más.

La captura de dióxido de carbono de chimeneas y su posterior almacenamiento bajo tierra podría hacer posible seguir utilizando combustibles fósiles sin contribuir en gran medida al calentamiento global. Sin embargo, el método actual de captura de dióxido de carbono requiere una gran cantidad de energía, lo que puede reducir la producción de salida de una planta de energía en una tercera parte y casi duplicar el coste de la electricidad.

Dos novedosos enfoques, uno desarrollado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y el otro en el Laboratorio Nacional Pacific Northwest (ambos en EE.UU.), podrían reducir estos costes a la mitad. Ambos proporcionan métodos de bajo consumo de energía con los que activar el material que captura el dióxido de carbono, para después liberar y almacenar el gas. A continuación, el material puede ser reutilizado. El proceso del MIT utiliza reacciones electroquímicas, en lugar del vapor utilizado actualmente, para desencadenar la liberación de dióxido de carbono. El otro utiliza un disolvente que puede ser activado para liberar dióxido de carbono mediante la mezcla de ciertos productos químicos. Se acaban de publicar en línea artículos que describen los enfoques en la revista Energy and Environmental Science.

La tecnología existente de captura de carbono no ha sido ampliamente implementada porque resulta cara. En el enfoque convencional, los gases de escape de la planta de energía se separan usando una solución que contiene aminas, que se unen de forma selectiva al dióxido de carbono. Las aminas liberan el dióxido de carbono al ser calentadas, pero esto requiere una gran cantidad de energía proveniente del vapor, que por su lado podría ser utilizado para generar energía.

Los investigadores del MIT han desarrollado una forma de conseguir que la solución de aminas libere dióxido de carbono sin calentamiento. La pasan por un dispositivo que se asemeja a una batería, y que contiene electrodos positivos y negativos de cobre. Pero en lugar de producir energía, utiliza la electricidad para regenerar aminas.

Una vez que la solución de aminas ha absorbido el dióxido de carbono, es bombeada a un electrodo. Se aplica electricidad a dicho electrodo para producir iones de cobre. Los iones de cobre se unen más fuertemente a las aminas que al dióxido de carbono, desplazando el dióxido de carbono y haciendo que salga en una burbuja. A continuación, la solución de cobre-amina es bombeada al electrodo opuesto, donde se extrae el cobre. Las aminas se pueden utilizar para capturar más dióxido de carbono.

Después de pequeñas pruebas a escala, los investigadores han calculado que el proceso utiliza menos energía que un sistema convencional añadido a una planta de energía existente: 45 kilojulios por mol, en comparación con los 77 kilojulios por mol del sistema convencional. El proceso también sería mucho más fácil de implementar en las plantas de energía existentes. Dado que el proceso convencional obtiene el calor del vapor, requeriría que la planta fuera reestructurada ampliamente con un nuevo equipo de manipulación de vapor y turbinas de vapor. El nuevo sistema no requiere este tipo de equipo, ya que obtiene la energía de la electricidad, lo que reduce los costes de capital.

El sistema desarrollado en el Laboratorio Nacional Pacific Northwest utiliza un disolvente orgánico para absorber el dióxido de carbono. Para liberarlo, el disolvente se mezcla con un hidrocarburo, como por ejemplo hexano, a temperaturas ligeramente elevadas. La cantidad de calor necesaria es tan pequeña que no requeriría desviar el vapor dentro de una planta de energía, lo que hace que el proceso sea atractivo de cara a la modernización [de una planta]. Enfriar ligeramente la mezcla de hidrocarburo y disolvente hace que se separen, permitiendo que el disolvente se pueda utilizar para capturar más dióxido de carbono.

Ambos enfoques están en una etapa inicial, que solo ha sido demostrada a pequeña escala en el laboratorio. Howard Herzog, uno de los investigadores del MIT, señala que si bien su sistema podría suponer una mejora significativa respecto a los métodos convencionales, "se necesita más desarrollo para ampliar la escala de la tecnología e integrarla con procesos industriales reales". PNNL está comenzando un proyecto para construir y poner a prueba un sistema más grande en el laboratorio.