El prometedor material para estirar la vida del coche de combustión: reducirá emisiones un 90%

A partir de 2035, en España y toda la Unión Europea no se podrán comprar coches de gasolina o diésel. Ese fue el acuerdo al que llegó el Consejo Europeo de Medioambiente el pasado junio, con la idea de reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO₂), principales responsables del cambio climático, en un 55% para 2030. Una ambiciosa meta a la que pueden contribuir tecnologías como la de la central islandesa que convierte en piedra el CO₂ o los paneles de microalgas que se usarán en edificios para generar energía y capturar gases de efecto invernadero. Sin embargo, el que puede ser el sistema más eficaz y barato, y que incluso tiene el potencial de revertir las medidas contra los motores de combustión, es un material que podría utilizarse en chimeneas industriales, tubos de escape de los vehículos y otras fuentes de dióxido de carbono para recortar drásticamente las emisiones.

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La captura, utilización y secuestro de carbono son imprescindibles para intentar frenar el ritmo del calentamiento global. Uno de los principales obstáculos es que se trata de tecnologías que implican un alto coste, tanto económico como energético, y todavía no han demostrado su eficacia frente a estrategias pasivas, como la plantación de millones de árboles. 

El Departamento de Energía de EEUU, por ejemplo, anunció recientemente una inversión de 3.180 millones de dólares para impulsar tecnologías comercialmente escalables, con el objetivo de capturar CO₂ con una eficiencia del 90%. Los hallazgos más prometedores en este campo se centran en materiales avanzados y polivalentes capaces de reducir significativamente los costes, y ese es el caso de la investigación de un equipo de bioquímicos de las universidades de Berkeley, Stanford y Texas que se acaba de publicar en Science Advances.

Un material muy especial

La respuesta de los científicos se encuentra en un viejo conocido, la resina de melamina, un polímero que se utiliza como principal componente de la formica. Es un laminado de alta presión que inicialmente se utilizaba como material para el aislamiento eléctrico y luego fue uno de los grandes protagonistas del interiorismo en los años 60 y 70. La melamina también se utiliza en vajillas y todo tipo de utensilios, además de para fabricar revestimientos industriales con distintas utilidades.

El nuevo material propuesto por el equipo de bioquímicos es sencillo de fabricar, ya que surge de la unión entre polvo de melamina (que cuesta unos 40 euros por tonelada), formaldehído y ácido cianúrico, un producto químico que, entre otros usos, se añade con cloro a las piscinas. Al unir los tres elementos, se crean poros a nanoescala en la melamina capaces de absorber el CO₂ con una alta eficacia, que en determinadas condiciones puede llegar a ese deseado 90%.

La bioquímica Haiyan Mao, principal responsable de las redes porosas de melamina UC Berkeley Omicrono

"En este estudio, nos centramos en el diseño de materiales baratos para la captura y el almacenamiento de dióxido de carbono y en dilucidar el mecanismo de interacción entre el CO₂ y el material", aseguró Haiyan Mao, investigadora postdoctoral de la UC Berkeley y principal autora del estudio, en un comunicado de prensa. "Este trabajo crea un método de industrialización hacia la captura sostenible de CO₂ mediante redes porosas. Esperamos poder diseñar un futuro accesorio para capturar los gases directamente desde el tubo de escape de los coches, dispositivos para los edificios o incluso un recubrimiento para la superficie de los muebles".

No es la primera vez que lo intentan. Parte del equipo de la Universidad de Berkeley ya había desarrollado en 2015 otro material para la captura de carbono, un marco metalorgánico o MOF, que también se puede utilizar para la purificación y separación de gases o el tratamiento de aguas contaminadas. Sin embargo, es una tecnología todavía cara, sobre todo frente a las redes porosas de melamina, que son más fáciles de fabricar y más eficientes energéticamente que la mayoría de los MOF.

Calentamiento 

Aún así, de momento los sistemas de captura de carbono están muy lejos de ser comercialmente viables. Actualmente, la mejor técnica disponible hace pasar los gases de combustión por unos compuestos capaces de 'ligar' las moléculas de CO₂ para que puedan ser almacenadas bajo tierra. Las grandes requerimientos de energía necesarios para realizar ese proceso son su punto débil, ya que la mezcla debe calentarse a entre 120 y 150 grados para regenerar el dióxido de carbono.

En cambio, la red porosa de melamina que proponen Haiyan Mao y su equipo consigue capturar el CO₂ a 40 grados, ligeramente por encima de la temperatura ambiente, y lo libera a 80 grados. Así, no es necesario calentar la sustancia a altas temperaturas y, por tanto, se consume mucha menos energía en el proceso.

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Sometido a diversas pruebas, el material de melamina tratado con formaldehído y ácido cianúrico fue capaz de absorber casi todo el dióxido de carbono de una mezcla de gases de combustión en unos 3 minutos. Además, según comprobaron en laboratorio se puede utilizar una y otra vez, sin que se haya comprobado ningún descenso en su eficacia ni a corto ni a largo plazo.

Sin embargo, ni Mao ni sus homólogos piensan detenerse ahí y ya trabajan en mejorar la composición del polímero para crear un sistema aún más eficiente, con la idea de que sea perfectamente escalable, reciclable y de gran capacidad. Si lo consiguen, no sólo habrán revolucionado la lucha contra el cambio climático, sino que podrían detener la descarbonización y alargar la vida de los coches y motos que funcionan con diésel y gasolina.

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