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Aug 17, 2023

UCLA dice que podemos piratear el océano para almacenar dióxido de carbono

Investigadores de la UCLA han ideado una forma novedosa de eliminar el dióxido de carbono del

Investigadores de la UCLA han ideado una forma novedosa de eliminar el dióxido de carbono de los océanos del mundo de forma sencilla y económica.

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El 12 de enero de 2021, un equipo de investigación de la UCLA publicó un artículo titulado "Ruta de mineralización a base de agua salina para la gestión del dióxido de carbono a escala de gigatoneladas" en la revista de la Sociedad Química Estadounidense. Aquí hay un extracto de ese documento.

"Esta perspectiva propone un camino potencial para disminuir las acumulaciones atmosféricas de CO2 que es distinto de las estrategias tradicionales de captura y secuestro geológico de carbono y de las tecnologías de emisiones negativas (NET) existentes.

"A diferencia de los procesos de captura de CO2 basados ​​en sorbentes o solventes convencionales, en los que los gastos de energía sustanciales están asociados con la separación y desorción de CO2, el enfoque de secuestro y almacenamiento de carbono de un solo paso (sCS2) se basa en la precipitación mineral de carbonato electrolítico utilizando energía renovable dentro de un diseño de proceso simple y escalable. Aunque numerosos enfoques han implicado la electrólisis para la gestión del carbono, el enfoque sCS2 es único en los siguientes aspectos:

La mayoría de los expertos están de acuerdo en que detener el cambio climático, y el calentamiento global, los eventos de calor extremo y las tormentas más fuertes que lo acompañan, requerirán la eliminación de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero de la atmósfera. Pero dado que los humanos emiten aproximadamente 37 mil millones de toneladas métricas de dióxido de carbono al año, las estrategias actuales para capturarlo probablemente se queden cortas, dice un comunicado de prensa de la UCLA.

Investigadores de UCLA han sugerido una vía propuesta que podría ayudar a extraer miles de millones de toneladas métricas de dióxido de carbono de la atmósfera cada año. En lugar de capturar directamente el dióxido de carbono atmosférico, la tecnología lo extraería del agua de mar, lo que permitiría que el agua de mar absorbiera más. ¿Por qué? Porque, por unidad de volumen, el agua de mar contiene casi 150 veces más dióxido de carbono que el aire.

"Para mitigar el cambio climático, necesitamos eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera a un nivel entre 10 000 millones y 20 000 millones de toneladas métricas por año", dijo el autor principal Gaurav Sant, director del Instituto para la Gestión del Carbono de la UCLA y profesor de ingeniería civil y ambiental en la Escuela de Ingeniería UCLA Samueli. "Para cumplir con una solución a esa escala, tenemos que inspirarnos en la naturaleza".

Dado que la atmósfera y los océanos se encuentran en un estado de equilibrio, si se extrae dióxido de carbono del océano, el dióxido de carbono de la atmósfera puede disolverse en agua de mar. En este escenario, el agua de mar es como una esponja para el dióxido de carbono que ya ha absorbido toda su capacidad. El proceso sCS2 tiene como objetivo exprimirlo, lo que permite que la esponja absorba más dióxido de carbono de la atmósfera.

La tecnología propuesta incorporaría un reactor de flujo, un sistema que se alimenta continuamente de materias primas y produce productos. El agua de mar fluiría a través de una malla que permite el paso de una carga eléctrica al agua, haciéndola alcalina. Esto inicia un conjunto de reacciones químicas que finalmente combinan dióxido de carbono disuelto con calcio y magnesio nativos del agua de mar, produciendo piedra caliza y magnesita mediante un proceso similar a cómo se forman las conchas marinas. El agua de mar que fluye se agotaría de dióxido de carbono disuelto y estaría lista para absorber más. Un coproducto de la reacción, además de los minerales, es el hidrógeno, que es un combustible limpio.

Además de su escala potencial de miles de millones de toneladas métricas de dióxido de carbono, el enfoque sugerido por el equipo de la UCLA tiene ventajas importantes sobre las ideas actuales para abordar la acumulación atmosférica de dióxido de carbono.

El nombre incluye "paso único" para diferenciarlo de otros conceptos que requieren que el dióxido de carbono de la atmósfera se someta a un proceso de concentración de varios pasos antes de que pueda almacenarse. Si bien algunos planes proponen almacenar el dióxido de carbono capturado en formaciones geológicas, como depósitos de petróleo y gas natural agotados, existe el riesgo de que las fugas devuelvan ese dióxido de carbono a la atmósfera. Por el contrario, sCS2 está destinado a almacenar dióxido de carbono de forma duradera en forma de minerales sólidos.

"Lo bueno de convertir el dióxido de carbono en una roca es que no irá a ninguna parte", dijo Sant, miembro del Instituto de Nanosistemas de California en la UCLA. "El almacenamiento duradero, seguro y permanente es la premisa de nuestra solución", agregó la primera autora Erika Callagon La Plante, ex científica asistente del proyecto de UCLA que actualmente es profesora asistente en la Universidad de Texas en Arlington.

El equipo llevó a cabo análisis detallados de los insumos de materiales y energía y los costos necesarios para realizar su concepto, así como qué hacer con los subproductos. Dada la enorme magnitud del desafío del dióxido de carbono, estima que se necesitarían casi 1.800 plantas sCS2 para inmovilizar 10.000 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono cada año a un costo de billones de dólares.

"Debemos ser claros: gestionar y mitigar el dióxido de carbono es ante todo un desafío económico", dijo Sant. "Muchos de los enfoques actuales para la gestión del carbono requieren más energía limpia de la que podemos producir o son inasequibles. Como tales, necesitamos crear soluciones que sean accesibles y que no empobrezcan al mundo. Hemos tratado de usar una lente de pragmatismo para Considere cómo podemos lograr intervenciones sintéticas a una escala sin precedentes, considerando la energía finita y los recursos financieros que tenemos".

Aún así, los investigadores creen que sCS2, incluso a escalas más pequeñas, representa un avance en la captura y almacenamiento de carbono que debe considerarse como una parte potencial de cualquier estrategia general para enfrentar el cambio climático.

Los investigadores han estado probando un sistema prototipo en las aguas de Los Ángeles durante más de un año. Un segundo sistema comenzará a operar en Singapur a finales de este año. La investigación fue apoyada por la Oficina de Energía Fósil del Departamento de Energía de EE. UU., la Fundación de la Familia Anthony y Jeanne Pritzker, la Fundación Grantham para la Protección del Medio Ambiente, la Fundación Nacional de Ciencias, el Centro de Investigación de Energía Limpia EE. UU.-China para Agua-Energía Technologies, la Universidad de Texas en Arlington y el Instituto UCLA para la Gestión del Carbono.

Uno de los subproductos del sistema UCLA es el hidrógeno verde: alrededor de 37 kilogramos por cada tonelada de dióxido de carbono eliminada. Eso podría ayudar a compensar parte del costo del sistema, que en su forma actual cuesta alrededor de $ 100 por tonelada, aunque esa cifra debería disminuir a medida que se activan las economías de escala.

¿Y quién debería pagar por esto? Las empresas de petróleo, carbón y gas deberían pagar, ya que son las responsables de poner el dióxido de carbono en la atmósfera en primer lugar. ¿Por qué no dejar que la mano invisible de Adam Smith haga su magia en las empresas que han estado obteniendo ganancias obscenas durante generaciones?

La buena noticia sobre este concepto de UCLA es que puede eliminar la necesidad de estrategias de geoingeniería más drásticas que tendrán consecuencias desconocidas e incognoscibles. Esta es la simplicidad misma, un sistema que aprovecha el calcio y el magnesio que ya están presentes en los océanos para ayudar a resolver el problema climático más apremiante en la historia de la humanidad.

Steve escribe sobre la interfaz entre la tecnología y la sustentabilidad desde su hogar en Florida o desde cualquier otro lugar donde la Fuerza lo lleve. Está orgulloso de estar "despertado" y realmente no le importa por qué se rompió el vidrio. Cree apasionadamente en lo que dijo Sócrates hace 3000 años: "El secreto para cambiar es enfocar toda tu energía no en luchar contra lo viejo sino en construir lo nuevo".

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