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Captura de CO2 mediante la "Electrogeoquímica"

Un nuevo estudio evalúa el potencial de los métodos recientemente descritos que capturan el dióxido de carbono de la atmósfera a través de un proceso "electrogeoquímico" que también genera gas de hidrógeno para su uso como combustible y crea subproductos que pueden ayudar a contrarrestar la acidificación de los océanos. Fuente: © Francesco Scatena / Fotolia

Limitar el calentamiento global a 2 grados Celsius requerirá no solo la reducción de las emisiones de dióxido de carbono, sino también la eliminación activa del dióxido de carbono de la atmósfera. Esta conclusión del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático ha generado un mayor interés por las "tecnologías de emisiones negativas".

Un nuevo estudio publicado el 25 de junio en Nature Climate Change evalúa el potencial de métodos recientemente descritos que capturan dióxido de carbono de la atmósfera a través de un proceso "electrogeoquímico" que también genera gas hidrógeno como combustible y crea subproductos que pueden ayudar a contrarrestar la acidificación del océano. Esta tecnología amplía significativamente las opciones para la producción de energía de emisiones negativas.


El proceso utiliza electricidad a partir de una fuente de energía renovable para la electrólisis de agua salina y, así, generar hidrógeno y oxígeno, junto con reacciones que involucran minerales abundantes a nivel mundial que absorben y retienen fuertemente el dióxido de carbono de la atmósfera. Todos los ensayos desarrollados involucran la electroquímica, agua salina y minerales de carbonato o silicato.

En opinión de los investigadores, no solo se reduce el dióxido de carbono en la atmósfera, sino que también se agrega alcalinidad al océano, por lo que representaría un doble beneficio. El proceso simplemente convierte el dióxido de carbono en un bicarbonato mineral disuelto, que ya es abundante en el océano y ayuda a contrarrestar la acidificación.

El enfoque de emisiones negativas que ha recibido la mayor atención hasta ahora se conoce como "energía de biomasa más captura y almacenamiento de carbono" (BECCS). Esto implica cultivar árboles u otros cultivos bioenergéticos (que absorben dióxido de carbono a medida que crecen), quemar la biomasa como combustible para las plantas de energía, capturar las emisiones y enterrar el dióxido de carbono concentrado bajo tierra. Pero el BECCS es caro y energéticamente costoso. 


Alternativamente, el proceso electroquímico de generación de hidrógeno proporcionaría una forma más eficiente y de mayor capacidad para generar energía con emisiones negativas.

Los investigadores creen que los métodos electrogeoquímicos podrían, en promedio, aumentar la generación de energía y la eliminación de carbono en más de 50 veces en relación con BECCS, a un costo equivalente o menor. En la actualidad, el BECCS está más avanzado en términos de implementación, con algunas plantas de energía de biomasa en funcionamiento. Además, BECCS produce electricidad en lugar de hidrógeno que es, hoy por hoy, menos utilizado.


La cuestión es cómo suministrar al método BECCS suficiente biomasa, así como el costo y el riesgo asociados con la inyección de dióxido de carbono concentrado en el suelo y con la esperanza de que permanezca allí.


Por su parte, los métodos electrogeoquímicos, aunque menos desarrollados que los BECCS,  sólo se han probado en el laboratorio y, por ello, se necesita más investigación para ampliarlos e implementarlos. La tecnología probablemente se limitaría a sitios en la costa o mar adentro con acceso a agua salada, abundante energía renovable y minerales. La coautora Heather Willauer en el Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos lidera el proyecto más avanzado de este tipo, un módulo de intercambio electrolítico-catiónico diseñado para producir hidrógeno y eliminar el dióxido de carbono mediante la electrólisis del agua de mar. 

En lugar de combinar el dióxido de carbono y el hidrógeno para producir combustibles de hidrocarburo (el principal interés de la Armada), el proceso podría modificarse para transformar y almacenar el dióxido de carbono en forma de bicarbonato marino, logrando así emisiones negativas.


Fuente: Materiales proporcionados por la University of California - Santa Cruz. Original written by Tim Stephens.
Referencias: Greg H. Rau, Heather D. Willauer, Zhiyong Jason Ren. The global potential for converting renewable electricity to negative-CO2-emissions hydrogen. Nature Climate Change, 2018; DOI: 10.1038/s41558-018-0203-0

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