por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge
Radu Custelcean, químico orgánico del Laboratorio Nacional de Oak Ridge del Departamento de Energía, está trabajando con colegas para desarrollar un método sostenible y de bajo consumo de energía para depurar el dióxido de carbono directamente del aire para que pueda almacenarse bajo tierra o convertirse en productos útiles como como etanol, que se puede usar para fabricar productos que van desde combustible hasta desinfectante para manos. La tecnología ganó un premio R&D 100 y actualmente se está otorgando licencia a empresas privadas, incluidas Holocene y Reactwell.
Los avances científicos de Custelcean están permitiendo que las tecnologías de captura directa de aire eliminen las emisiones de dióxido de carbono heredadas , una estrategia esencial para lograr emisiones netas de carbono cero . El desarrollo de estas tecnologías innovadoras requiere un conocimiento fundamental de los materiales y procesos químicos cultivado durante décadas de investigación científica básica .
¿En qué problema relacionado con el clima estás trabajando?
Nuestro equipo está trabajando en enfoques para eliminar el dióxido de carbono directamente de la atmósfera, lo que se conoce como captura directa de aire, utilizando nuevos materiales de bis-imino-guanidina o “BIG”. La investigación abarca todo el espectro, desde la ciencia básica que avanza en la comprensión de los materiales y responde preguntas fundamentales sobre cómo funcionan y cómo podemos hacerlos más eficientes, hasta la aplicación de esos descubrimientos para desarrollar y ampliar las tecnologías de captura directa de aire en colaboración con la industria.
¿Por qué importa la investigación?
Abordar la huella de carbono global requerirá muchas estrategias de mitigación diferentes. Muchas tecnologías se centran en reducir el consumo de combustibles fósiles y reducir las emisiones en sus fuentes, pero también necesitaremos recuperar gigatoneladas de dióxido de carbono que ya están presentes en la atmósfera. La captura directa de aire es una forma de abordar este desafío, pero ha sido difícil desarrollarla a una escala lo suficientemente grande como para tener un impacto en el clima. Como problema de separaciones químicas, difiere de la captura de fuente puntual que elimina el dióxido de carbono de las corrientes de escape concentradas, como las emisiones de las plantas de energía. El dióxido de carbono está mucho más diluido en el aire, por lo que el material necesita tomar algunas moléculas dispersas en un mar de otros componentes en su mayoría y hacerlo de manera rápida y eficiente.
Nuestra investigación aborda estos desafíos centrándose en el diseño de nuevos materiales y la comprensión de los factores que determinan su eficiencia en la captura y liberación de dióxido de carbono. Miles de millones de toneladas de dióxido de carbono se agregan a la atmósfera cada año, y una gran parte proviene de fuentes dispersas, como automóviles, aviones y hogares. Estas emisiones son difíciles de capturar en la fuente y terminan en la atmósfera. Se necesitan tecnologías de captura directa de aire para capturar estas, así como las emisiones heredadas.
¿Qué te mantiene motivado?
La forma en que este proyecto ha cobrado vida propia que va mucho más allá de lo que imaginamos inicialmente ha sido increíblemente gratificante. Cuanta más gente se involucre, más impulso generará. Me he centrado en la ciencia del desarrollo y la optimización de materiales para la captura de carbono , pero se necesitan muchas otras personas con diferentes antecedentes para convertir el trabajo en una tecnología del mundo real. Trabajamos con ingenieros para diseñar equipos eficientes y con la industria para ampliar el proceso. Los socios aportan nuevas perspectivas que hacen crecer la tecnología. Es motivador cuando tienes una comunidad de personas comprometidas en implementar un proyecto para tener un impacto real en el cambio climático global .
¿Qué pasa con la investigación que te mantiene despierto por la noche?
El puente entre la investigación básica y la aplicada es muy emocionante, pero también puede ser fuente de ansiedad. Mi interés comenzó con preguntas fundamentales sobre cómo y por qué un material se comporta de alguna manera y no una expectativa de que el conocimiento tenga un resultado obvio o que me encuentre desarrollando una tecnología de captura directa de aire. Cuanto más avanza la investigación hacia la aplicación, menos control tengo sobre ella. Pienso en cómo se comportará la química en el mundo. ¿Se mantendrá a diferentes escalas? ¿Qué nuevos problemas necesitaremos resolver? También existe la esperanza de que el trabajo continúe porque un desafío tan importante como el cambio climático requerirá décadas de atención sostenida para abordarlo.
¿Qué le diría a un estudiante interesado en seguir una carrera en ciencias del clima o un campo relacionado?
Diría que apreciemos que estamos en un momento, eso sucede tal vez una vez en muchas generaciones, donde tenemos la oportunidad de abordar un problema importante que enfrenta nuestra sociedad. La ciencia, especialmente la investigación básica, tiende a moverse a pasos lentos, y no siempre sabemos cómo o si los descubrimientos que hacemos hoy tendrán un impacto en el futuro. Para la investigación de la ciencia del clima , existe una necesidad real y una oportunidad de avanzar en soluciones para un desafío conocido.
El otro lado de mi consejo sería apreciar que no siempre sabes a dónde te llevará la ciencia, y está bien dejarse llevar por la curiosidad. Nuestro descubrimiento sobre los BIG que lanzó este viaje hacia una tecnología del mundo real comenzó como un accidente afortunado.
