Desenvolupen un nou material de captura de diòxid de carboni en condicions d'alta humitat

   VALÈNCIA, 27 Ene. (EUROPA PRESS) -

   Capturar diòxid de carboni (CO2) en presència d'aigua és un dels "grans reptes" de les tecnologies actuals de descarbonització. El grup FUNIMAT (Functional Inorganic Materials Team) de l'Institut de Ciència Molecular (ICMol) de la Universitat de València (UV) ha desenvolupat un nou material capaç de mantindre l'eficàcia fins i tot en ambients amb alta humitat, una condició habitual en corrents industrials reals.

   L'avanç ha sigut reconegut amb una ERC Proof of Concept, una ajuda específica del Consell Europeu de Recerca (ERC en les sigles en anglès) i permetrà acostar el material a la validació i aplicació industrial.

   El desenvolupament s'origina en l'ERC Livingpore, liderada per Carlos Martí Gastaldo, director del grup i professor del Departament de Química Inorgànica de la UV. L'objectiu és avançar des de la innovació generada al laboratori cap al seu escalat, validació i potencial transferència al mercat.

   L'ajuda s'atorga a personal investigador que ja ha obtingut finançament principal de l'ERC (com Starting, Consolidator, Adavanced o unes altres) i que vol explorar el potencial comercial o d'impacte social de resultats d'investigació pioners que van sorgir en el seu projecte.

   En condicions controlades, molts materials poden absorbir diòxid de carboni. No obstant això, el repte apareix quan el CO2 es troba barrejat amb altres components que interaccionen més fortament amb el material, especialment el vapor d'aigua. Amb esta competència, el CO2 resta sovint desplaçat, la qual cosa redueix significativament la capacitat de capturar-lo i dificulta operar en entorns reals, explica la universitat en un comunicat.

   El material MUV-92 (MUV són els materials de la Universitat de València) desenvolupat en el marc del projecte Livingpore, i sobre el qual se centrarà el projecte WETCAP, destaca precisament pel seu comportament en ambients humits: manté una fracció molt elevada de la capacitat de captura de CO2 en augmentar la humitat relativa, un atribut clau per a aplicacions en què la presència de vapor d'aigua limita o encareix les tecnologies actuals.

   Encara que el projecte es desenvolupa en el marc de l'ERC Consolidator Livingpore, el resultat que dona lloc a esta prova de concepte no va ser un objectiu inicial del projecte.

   Martí Gastaldo subratlla el valor d'estes troballes en investigació: "És un bon exemple de com la curiositat pot obrir una via d'aplicació que no estava prevista", apunta.

   El material va sorgir d'exploracions impulsades per la curiositat de Natalia Muñoz, investigadora Ramón y Cajal, i els doctorands Víctor Carratalà i Clara Chinchilla, en el marc del treball metodològic de disseny de nous materials porosos desenvolupat en el projecte. Tanmateix, va ser més tard que se'n va identificar el potencial per a la captura de CO2 en condicions d'humitat alta.

DISSENY QUÍMIC ESPECÍFIC

   El material es basa en un disseny químic específic desenvolupat per FUNIMAT, relacionat amb connectors tipus pirazole, emprat per a la preparació d'estructures poroses avançades.

   A partir d'esta troballa, l'equip ha definit un nínxol d'aplicació clar: escenaris on altres materials capdavanters perden rendiment com a conseqüència de la presència d'aigua. En paraules de Martí Gastaldo, esta aproximació connecta amb una visió àmplia de l'impacte de la recerca: "No crec en la dicotomia entre investigació bàsica i aplicada: generar coneixement sempre és un avanç; l'única cosa que canvia és com de prop o lluny estem d'aplicar-lo".

   En el camp de la captura de CO2 hi ha adsorbents clàssics (com zeolites o sílice) i materials de tipus MOF, més recents i amb gran impacte científic i industrial. No obstant això, la seua capacitat de es reduïx significativament en presència d'aigua.

   La proposta del ICMol s'articula en tres indicadors principals: d'una banda, la captura en humitat alta; d'altra, la regeneració és senzilla, ja que la interacció del CO2 amb el material és prou feble com per a facilitar l'alliberament sense necessitat de cicles tèrmics intensius, i finalment, la durabilitat en cicles, atès que el material conserva la funció després de múltiples cicles de captura i alliberament.

   A més, un dels beneficis operatius més rellevants seria reduir o evitar etapes prèvies d'assecatge del gas (upstream drying), habituals quan la humitat en compromet la captura.

   Eliminar estes etapes pot reduir la inversió en equips i costos recurrents i millora la viabilitat del procés. L'equip situa com a casos especialment rellevants aquells processos amb corrents molt humits, com ara: enriquiment o upgrading de biogàs, en què interessa separar CO2 per a enriquir el metà; gasos de fermentació i processos biològics associats, per exemple en tractament d'aigües, en què es generen mescles amb CO2 i metà en presència d'alta humitat, i finalment, corrents industrials tipus fumeral, en els quals la humitat forma part habitual del corrent real.

   En paral·lel, el desenvolupament recolza en la protecció de resultats mitjançant patent i en una estratègia d'explotació basada en llicències a empreses emergents (start-ups) acadèmiques, com la fundada per membres de grup FUNIMAT (Porous Materials in Action), o socis industrials, amb l'objectiu de facilitar la transferència i l'aplicació futures. Una dimensió que, com subratlla Carlos Martí Gastaldo, resulta clau en la recerca científica: "Veure que un resultat nascut de la curiositat científica pot contribuir a resoldre problemes reals és un dels majors valors de la investigació".