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El cambio climático es un problema grave que requiere atención prioritaria a nivel mundial. Países de todo el mundo están desarrollando políticas para mitigar los efectos del calentamiento global y el cambio climático. Por ejemplo, la Unión Europea propone un conjunto integral de directrices para alcanzar la neutralidad climática en 2050. Asimismo, el Pacto Verde Europeo prioriza la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.
Capturar el dióxido de carbono (CO2) emitido y convertirlo químicamente en productos comerciales útiles es una forma de limitar el calentamiento global y mitigar sus efectos. Actualmente, los científicos exploran la tecnología de captura y utilización de carbono (CCU) como una vía prometedora para ampliar el almacenamiento y procesamiento de dióxido de carbono a bajo costo.
Sin embargo, la investigación global sobre la captura y utilización de carbono (CCU) se limita en gran medida a aproximadamente 20 compuestos transformadores. Dada la diversidad de fuentes de emisión de CO2, es fundamental contar con una gama más amplia de compuestos, lo que requerirá una investigación más profunda sobre los procesos que pueden convertir el CO2 incluso a bajas concentraciones.
Un equipo de investigadores de la Universidad Chung-Ang de Corea está llevando a cabo una investigación sobre los procesos de captura y utilización de carbono (CCU, por sus siglas en inglés) que utilizan residuos o recursos naturales abundantes como materias primas para garantizar su viabilidad económica.
Un equipo de investigación liderado por el profesor Sungho Yoon y el profesor asociado Chul-Jin Lee publicó recientemente un estudio que analiza el uso de dióxido de carbono industrial y dolomita, una roca sedimentaria común rica en calcio y magnesio, para producir dos productos con potencial comercial: formiato de calcio y óxido de magnesio.
“Existe un creciente interés en utilizar dióxido de carbono para producir productos valiosos que ayuden a mitigar los efectos del cambio climático y, al mismo tiempo, generen beneficios económicos. Al combinar reacciones de hidrogenación de dióxido de carbono y reacciones de intercambio catiónico, hemos desarrollado un método para la purificación simultánea de óxidos metálicos y procesos para producir formiatos valiosos”, comentó el profesor Yin.
En su estudio, los científicos utilizaron un catalizador (Ru/bpyTN-30-CTF) para añadir hidrógeno al dióxido de carbono, obteniendo así dos productos de valor añadido: formiato de calcio y óxido de magnesio. El formiato de calcio, aditivo para cemento, descongelante y aditivo para piensos, también se utiliza en el curtido de cuero.
En cambio, el óxido de magnesio se utiliza ampliamente en la construcción y la industria farmacéutica. Este proceso no solo es viable, sino también extremadamente rápido, ya que produce el producto en tan solo 5 minutos a temperatura ambiente. Además, los investigadores estiman que este proceso podría reducir el potencial de calentamiento global en un 20 % en comparación con los métodos tradicionales de producción de formiato de calcio.
El equipo también está evaluando si su método puede reemplazar los métodos de producción actuales, mediante el estudio de su impacto ambiental y su viabilidad económica. «Según los resultados, podemos afirmar que nuestro método es una alternativa ecológica para la conversión de dióxido de carbono que puede sustituir a los métodos tradicionales y contribuir a reducir las emisiones industriales de dióxido de carbono», explicó el profesor Yin.
Si bien la conversión de dióxido de carbono en productos útiles suena prometedora, estos procesos no siempre son fáciles de escalar. La mayoría de las tecnologías de captura y utilización de carbono (CCU) aún no se han comercializado debido a su baja viabilidad económica en comparación con los procesos comerciales convencionales. «Necesitamos combinar el proceso de CCU con el reciclaje de residuos para que sea viable desde el punto de vista ambiental y económico. Esto podría contribuir a alcanzar los objetivos de cero emisiones netas en el futuro», concluyó el Dr. Lee.
Información adicional: Hayoung Yoon et al., Conversión de la dinámica de iones de magnesio y calcio en dolomita en productos útiles de valor añadido mediante CO2, Journal of Chemical Engineering (2023). DOI: 10.1016/j.cej.2023.143684
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