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Un equipo de tecnólogos noruego-estadounidense ha desarrollado una membrana polimérica que mejora la eficacia de la separación del dióxido de carbono en las emisiones de gases mixtos, con presencia de vapor, como ocurre particularmente en las centrales eléctricas.
Si se usa una membrana multicapa de forma integrada con los filtros ya existentes se consigue aumentar la selectividad del filtrado del CO₂ en algunos casos en más de 150 veces, valoraron los autores en un artículo publicado la semana pasada en la revista Science.
Un desafío persistente para esta clase de membranas ha sido encontrar un equilibrio entre la permeabilidad y la selectividad, explica un comunicado emitido el 1 de abril por la Universidad Estatal de Carolina del Norte, cuyos investigadores participaron en el desarrollo.
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Cuanto mayor sea la permeabilidad, más rápido puede fluir el gas a través de la membrana, pero a medida que la permeabilidad aumenta, la selectividad disminuye, algo que significa que el nitrógeno u otros componentes también pasan rápidamente a través de la membrana. Este ambiente húmedo crea las condiciones para que el invento entre en función y se reduzca la proporción de CO₂ respecto a otros gases en la mezcla.
El equipo de investigación cultivó cadenas de polímeros químicamente activos que son tanto hidrofílicos como CO₂-filicos en la superficie de las membranas existentes. Esto aumenta la selectividad del CO₂ y causa una reducción relativamente pequeña de la permeabilidad.
Para demostrar la capacidad de las nuevas membranas, el equipo las puso a la prueba con mezclas de CO₂ y nitrógeno, una combinación característica en las emisiones de las centrales eléctricas, según detalló el ingeniero químico y coautor del estudio Richard Spontak. Así se demostró que el nuevo producto puede “mejorar enormemente la selectividad de las membranas para eliminar el CO₂ mientras conservamos una permeabilidad al CO₂ relativamente alta”.
Asimismo, la membrana se probó en una mezcla de dióxido carbónico y metano, “que es importante para la industria del gas natural“, según Spontak. Otras aplicaciones posibles que citó son biomédica y la “depuración de CO₂ del aire en un submarino”.
Los filtros que incluirán este nuevo invento no ocuparán mucho espacio físico, se podrán fabricar en una amplia variedad de tamaños y reemplazar fácilmente, aseguran los investigadores.
Una alternativa que está actualmente en uso, es la absorción química de dióxido de carbono, que consiste en burbujear gases mixtos a través de una columna que contiene algún compuesto del grupo de las aminas en forma líquida, y allí el CO₂ se elimina. Sin embargo, las tecnologías de absorción dejan una huella de carbono significativamente mayor en la salida, a la vez que las aminas líquidas suelen ser tóxicas y corrosivas.
Otro desafío que enfrentan los filtros contra el más conocido gas de efecto invernadero ha sido el costo, destacan en la Universidad de Carolina del Norte. Cuanto más eficaces eran las tecnologías de membrana anteriores, más caras tendían a ser, pero el desarrollo de esta nueva tecnología a partir de membranas, cuyo uso ya está generalizado, la hace “comercialmente viable”. Según los autores, la superficie rediseñada de estas membranas aumenta el costo, pero sin que dejen de ser rentables.
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