El océano no solo se ve afectado por el cambio climático, sino que también puede ser parte de la solución para revertirlo.
por la Universidad de Pittsburgh
La captura directa de carbono en los océanos (DOC, por sus siglas en inglés) es una forma emergente de tecnología de emisiones negativas que tiene ventajas sobre su contraparte en tierra, la captura directa en el aire , debido a su capacidad para evitar el uso de la tierra. El DOC también se puede combinar convenientemente con la energía eólica marina y el almacenamiento de dióxido de carbono en alta mar .
Katherine Hornbostel, profesora asistente de ingeniería mecánica y ciencia de los materiales en la Escuela de Ingeniería Swanson de la Universidad de Pittsburgh, está bien versada en el campo de las tecnologías de captura de carbono. Ha estado colaborando activamente con el profesor asistente Tagbo Niepa del Departamento de Ingeniería Química y del Petróleo de Pitt para desarrollar soluciones innovadoras de captura de carbono oceánico.
El equipo publicó dos artículos hermanos, «Demostración de captura directa de carbono en el océano usando solventes encapsulados» y «Demostración de captura directa de carbono en el océano usando contactores de membrana de fibra hueca», en el Chemical Engineering Journal . Estos dos documentos demuestran experimental y computacionalmente cómo dos tipos de contactores de membrana (disolventes encapsulados y contactores de membrana de fibra hueca) pueden eliminar el dióxido de carbono del océano.
«Los contactores de membrana son exactamente como suenan», dijo Hornbostel. «Son membranas que ponen en contacto dos fluidos. En este caso, estamos juntando agua de océano por un lado y un solvente por el otro».
El equipo probó dos tipos de contactores de membrana: fibra hueca y solventes encapsulados. La mayor diferencia entre las dos tecnologías es su forma. Mientras que los contactores de membrana de fibra hueca parecen popotes, los solventes encapsulados parecen caviar. Por lo demás, funcionan exactamente igual.
«La idea con ambos es obtener una superficie de contacto realmente alta entre el agua de mar y el solvente», explicó Hornbostel. «Mientras más área de superficie tenga, mejor será la tasa de eliminación de dióxido de carbono«.
Balanceando el agua de mar
El dióxido de carbono querrá viajar a través de la membrana hacia el solvente, hecho de una solución de sodio que reacciona con el dióxido de carbono. Cuando el agua de mar entra en contacto con el solvente, el dióxido de carbono reaccionará y se separará del agua de mar. Luego, la solución debe recircularse para que el proceso sea más rentable, algo que el equipo aún está trabajando para mejorar.
«Teóricamente, podríamos reducir significativamente el precio si pudiéramos cambiar el pH del lado del agua de mar», dijo Hornbostel. «El dióxido de carbono no suele estar disponible en el agua de mar en su nivel de referencia de pH, por lo que hay que bajar el pH en el agua de mar para que sea más ácida y luego salgan más burbujas de dióxido de carbono».
El equipo de Hornbostel actualmente está buscando métodos para cambiar el pH del agua de mar con tratamientos superficiales de membrana e investigando el acoplamiento de la captura directa del océano con la desalinización para reducir los costos del sistema.
Más información: Austin Lieber et al, Demonstration of direct ocean carbon capture using encapsulated solvents, Chemical Engineering Journal (2023). DOI: 10.1016/j.cej.2023.144140
Joanna Rivero et al, Demostración de la captura directa de carbono en el océano mediante contactores de membrana de fibra hueca, Chemical Engineering Journal (2023). DOI: 10.1016/j.cej.2023.143868
