{"id":76771,"date":"2025-06-12T16:04:20","date_gmt":"2025-06-12T21:04:20","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=76771"},"modified":"2025-06-12T16:04:22","modified_gmt":"2025-06-12T21:04:22","slug":"convertir-co2-en-combustible-es-mas-facil-ahora-gracias-a-las-burbujas-de-acido","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2025\/06\/12\/convertir-co2-en-combustible-es-mas-facil-ahora-gracias-a-las-burbujas-de-acido\/","title":{"rendered":"Convertir CO2 en combustible es m\u00e1s f\u00e1cil ahora gracias a las burbujas de \u00e1cido"},"content":{"rendered":"\n

Un equipo de investigadores de la Universidad Rice ha descubierto un m\u00e9todo sorprendentemente simple para mejorar enormemente la estabilidad de los dispositivos electroqu\u00edmicos que convierten el di\u00f3xido de carbono en combustibles y productos qu\u00edmicos \u00fatiles, y no implica nada m\u00e1s que enviar el CO2<\/sub>\u00a0a trav\u00e9s de un burbujeador de \u00e1cido.<\/p>\n\n\n\n

Su estudio,\u00a0publicado<\/a>\u00a0en\u00a0Science, aborda un importante cuello de botella en el rendimiento y la estabilidad de los sistemas de reducci\u00f3n de CO2<\/sub>: la acumulaci\u00f3n de sal que obstruye los canales de flujo de gas, reduce la eficiencia y provoca que los dispositivos fallen prematuramente.<\/p>\n\n\n\n

Utilizando una t\u00e9cnica que denominan CO2<\/sub>\u00a0humidificado con \u00e1cido, los investigadores ampliaron la vida operativa de un sistema de reducci\u00f3n de CO2<\/sub>\u00a0m\u00e1s de 50 veces, demostrando m\u00e1s de 4.500 horas de funcionamiento estable en un reactor de mayor escala, un hito en este campo. La reducci\u00f3n electroqu\u00edmica de CO2<\/sub>\u00a0, o CO2<\/sub>\u00a0RR, es una tecnolog\u00eda verde emergente que utiliza electricidad, idealmente proveniente de\u00a0fuentes renovables, para transformar el CO<\/a>2<\/sub>\u00a0que calienta el clima\u00a0en productos valiosos como mon\u00f3xido de carbono, etileno o alcoholes. Estos productos pueden refinarse a\u00fan m\u00e1s para transformarlos en combustibles o usarse en\u00a0procesos industriales<\/a>, convirtiendo potencialmente un importante contaminante en materia prima.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, la implementaci\u00f3n pr\u00e1ctica se ha visto obstaculizada por la baja estabilidad del sistema. Un problema persistente es la acumulaci\u00f3n de sales de bicarbonato de potasio en los canales de flujo de gas, que se produce cuando los iones de potasio migran desde el anolito a trav\u00e9s de la membrana de intercambio ani\u00f3nico hasta la zona de reacci\u00f3n del c\u00e1todo y se combinan con CO\u2082\u00a0en\u00a0condiciones de pH alto.<\/p>\n\n\n\n

“La precipitaci\u00f3n de sal bloquea el transporte de CO2<\/sub>\u00a0e\u00a0inunda el electrodo de difusi\u00f3n de gas, lo que provoca fallas en el rendimiento”, dijo Haotian Wang, autor correspondiente del estudio y profesor asociado de ingenier\u00eda qu\u00edmica y biomolecular, ciencia de los materiales y nanoingenier\u00eda y qu\u00edmica en Rice.<\/p>\n\n\n\n

“Esto suele ocurrir en unos pocos cientos de horas, lo cual est\u00e1 lejos de la viabilidad comercial”.<\/p>\n\n\n\n

Para combatir esto, el equipo de Rice prob\u00f3 una variante elegante de un procedimiento est\u00e1ndar. En lugar de usar agua para humidificar el CO\u2082\u00a0que\u00a0entraba en el reactor, lo burbujearon a trav\u00e9s de una soluci\u00f3n \u00e1cida, como\u00a0\u00e1cido clorh\u00eddrico, f\u00f3rmico o ac\u00e9tico<\/a>. El vapor del \u00e1cido se transporta a la c\u00e1mara de reacci\u00f3n cat\u00f3dica en cantidades m\u00ednimas, suficientes para alterar la qu\u00edmica local. Dado que las sales formadas con estos \u00e1cidos son mucho m\u00e1s solubles que el bicarbonato de potasio, no cristalizan ni obstruyen los canales.<\/p>\n\n\n\n

El efecto fue dr\u00e1stico. En pruebas con un catalizador de plata \u2014un par\u00e1metro com\u00fan para convertir CO\u2082\u00a0en\u00a0mon\u00f3xido de carbono\u2014, el sistema funcion\u00f3 de forma estable durante m\u00e1s de 2000 horas en un dispositivo a escala de laboratorio y m\u00e1s de 4500 horas en un electrolizador de 100 cent\u00edmetros cuadrados a mayor escala. Por el contrario, los sistemas que utilizan CO2<\/sub>\u00a0humidificado con agua est\u00e1ndar\u00a0fallaron despu\u00e9s de aproximadamente 80 horas debido a la acumulaci\u00f3n de sal.<\/p>\n\n\n\n

Cabe destacar que el m\u00e9todo de humidificaci\u00f3n \u00e1cida demostr\u00f3 ser eficaz con diversos tipos de catalizadores, como\u00a0\u00f3xido de zinc<\/a>, \u00f3xido de cobre y \u00f3xido de bismuto, todos ellos utilizados para la determinaci\u00f3n de diferentes productos de CO\u2082\u00a0RR<\/sub>. Los investigadores tambi\u00e9n demostraron que el m\u00e9todo pod\u00eda escalarse sin comprometer el rendimiento con dispositivos a gran escala, manteniendo la eficiencia energ\u00e9tica y evitando el bloqueo de sales durante per\u00edodos prolongados.<\/p>\n\n\n\n

Observaron una corrosi\u00f3n o da\u00f1o m\u00ednimos en las membranas de intercambio ani\u00f3nico, que suelen ser sensibles al cloruro al mantener bajas las concentraciones de \u00e1cido. El m\u00e9todo tambi\u00e9n demostr\u00f3 ser compatible con las membranas y materiales de uso com\u00fan, lo que refuerza su potencial de integraci\u00f3n en sistemas existentes.<\/p>\n\n\n\n

Para observar la formaci\u00f3n de sal en tiempo real, el equipo utiliz\u00f3 reactores a medida con placas de flujo transparentes. Con la humidificaci\u00f3n convencional con agua, los cristales de sal comenzaron a formarse en 48 horas. Sin embargo, con CO\u2082 humidificado con \u00e1cido,<\/sub>\u00a0no se observ\u00f3 una acumulaci\u00f3n significativa de cristales, incluso despu\u00e9s de cientos de horas, y los peque\u00f1os dep\u00f3sitos se disolvieron y fueron expulsados \u200b\u200bdel sistema.<\/p>\n\n\n\n

“El uso del m\u00e9todo tradicional de CO2<\/sub>\u00a0humidificado con agua\u00a0podr\u00eda conducir a la formaci\u00f3n de sal en los canales de flujo de gas del c\u00e1todo”, dijo el coautor principal Shaoyun Hao, investigador asociado postdoctoral en ingenier\u00eda qu\u00edmica y biomolecular en Rice.<\/p>\n\n\n\n

“Planteamos la hip\u00f3tesis, y confirmamos, de que el vapor \u00e1cido podr\u00eda disolver la sal y convertir el KHCO\u2083 de baja solubilidad\u00a0en\u00a0una sal con mayor solubilidad, modificando as\u00ed el equilibrio de solubilidad lo suficiente como para evitar obstrucciones sin afectar el rendimiento del catalizador”.<\/p>\n\n\n\n

El trabajo abre la puerta a electrolizadores de CO2<\/sub> m\u00e1s duraderos y escalables,<\/sub>\u00a0una necesidad cr\u00edtica si la tecnolog\u00eda se va a implementar a escala industrial como parte de las estrategias de captura y utilizaci\u00f3n de carbono. La simplicidad del enfoque, que implica solo peque\u00f1os ajustes a las configuraciones de humidificaci\u00f3n existentes, significa que puede adoptarse sin redise\u00f1os significativos ni costos adicionales.<\/p>\n\n\n\n

“Este es un hallazgo importante para la electr\u00f3lisis de CO2<\/sub>“, afirm\u00f3 Ahmad Elgazzar, coautor principal y estudiante de posgrado en ingenier\u00eda qu\u00edmica y biomolecular en Rice.<\/p>\n\n\n\n

“Nuestro m\u00e9todo aborda un obst\u00e1culo de larga data con una soluci\u00f3n econ\u00f3mica y de f\u00e1cil implementaci\u00f3n. Es un paso hacia una mayor viabilidad comercial y sostenibilidad de las tecnolog\u00edas de aprovechamiento del carbono”.<\/p>\n\n\n\n

Fuente: Tech Xplore<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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