Un nuevo material de carbono promete abaratar la captura de CO2

La captura de dióxido de carbono (CO₂) es fundamental para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, la tecnología actual ha enfrentado limitaciones significativas debido a su alto costo y baja eficiencia. La técnica más común, el lavado con aminas acuosas, requiere calentar grandes volúmenes de líquido a más de 100 °C para liberar el CO₂ capturado, lo que incrementa los costos operativos y dificulta su implementación a gran escala.

En este contexto, un equipo de investigación de la Universidad de Chiba, liderado por el profesor asociado Yasuhiro Yamada y el profesor asociado Tomonori Ohba, ha creado un nuevo material de carbono denominado 'viciazitas'. Este material se diseñó para optimizar la disposición de grupos nitrogenados, lo que mejora su capacidad para capturar CO₂ y liberar el gas con menor demanda de energía.

Los investigadores lograron producir tres versiones de viciazitas, cada una con una configuración única de grupos nitrogenados adyacentes. Utilizando un método de tres pasos que incluye el calentamiento de un compuesto llamado coroneno, seguido de un tratamiento con bromo y gas amoniaco, alcanzaron una selectividad del 76% en la colocación de los átomos de nitrógeno en las posiciones deseadas.

Las pruebas realizadas mostraron que los materiales con grupos -NH₂ adyacentes y nitrógeno pirrolílico capturaron más CO₂ que las fibras de carbono sin tratar. La configuración de nitrógeno piridínico, por otro lado, no mostró mejoras significativas en la captura de CO₂.

Una de las conclusiones más importantes de este estudio fue que los materiales con grupos -NH₂ adyacentes permiten liberar el CO₂ a temperaturas inferiores a 60 °C. Según el Dr. Yamada, "la evaluación del rendimiento reveló que en los materiales de carbono donde se introducen grupos NH₂ adyacentes, la mayoría del CO₂ adsorbido se desorbe a temperaturas inferiores a 60 °C. Combinando esta propiedad con el calor residual industrial, podría ser posible lograr procesos de captura de CO₂ eficientes con costos operativos sustancialmente reducidos".

Además, este trabajo proporciona una estrategia clara para el diseño de materiales de captura de carbono más eficientes, estableciendo un camino hacia tecnologías de captura de CO₂ de próxima generación que sean más asequibles y avanzadas. El profesor Yamada concluyó: "Nuestra motivación es contribuir a la sociedad futura y utilizar nuestros materiales de carbono recientemente desarrollados con estructuras controladas".

Más allá de su aplicación en la captura de CO₂, las viciazitas podrían tener otros usos, como la eliminación de iones metálicos o como catalizadores, gracias a sus propiedades de superficie personalizables.