Aunque la reacción no es un modo práctico de eliminar grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera, sí que proporciona una nueva ruta alte ativa, utilizando una materia prima barata y no derivada del petróleo para fabricar componentes químicos de utilidad.
Los investigadores llevan buscando un material como este desde hace mucho tiempo, basándose en lo que hacen las plantas, que utilizan el dióxido de carbono de la atmósfera para producir un amplio rango de materiales útiles. Sin embargo los intentos anteriores no habían logrado su objetivo por una serie de motivos. Por ejemplo, requerían grandes cantidades de energía y flujos concentrados de dióxido de carbono en vez de los trazos que se encuentran en el aire. Uno de los grandes retos es que los materiales tienden a reaccionar de forma preferente con el oxígeno, que es mucho más reactivo que el dióxido de carbono y muchísimo más abundante. El oxígeno conforma el 20 por ciento de la atmósfera, mientras que sólo existen unos cuantos cientos de partes por millón de dióxido de carbono.
Con el nuevo material, “la energía necesaria para conseguirlo es muy baja,” afirma Daniel DuBois, científico senior en el Laboratorio Nacional Pacific Northwest de Richland, Washington, y que no estuvo involucrado en la investigación. “Y el hecho de que se vincule y reduzca el CO2 directamente de la atmósfera es algo realtmente sorprendente. No se me hubiese ocurrido que algo así podría suceder.”
Cuando el material de cobre es expuesto al aire, vincula dos moléculas de dióxido de carbono para formar oxalate. Después los investigadores exponen el material a una sal de litio, que elimina el oxalate del material, formando oxalate de litio. Al aplicar un pequeño voltaje al material de cobre, los investigadores lo reducen a su estado original, y es capaz de vincular dióxido de carbono de nuevo. El oxalate de litio se puede convertir fácilmente en ácido oxálico, un ingrediente de los limpiadores del hogar como los utilizados para eliminar el polvo, afirma Elisabeth Netherlands, que dirigió al grupo que descubrió el material. El ácido oxalático se puede usar para crear etileno glicólico, un anticongelante y precursor de algunos plásticos comunes.
Sin embargo Bouwman afirma que el material “tiene mucho por recorrer” antes de llegar a las aplicaciones comerciales. Por un lado, es muy lento—se tarda un hora en hacer cada ciclo. También es poco probable que el proceso, o de hecho cualquier otro proceso para convertir el dióxido de carbono en componentes químicos, ayude a reducir significativamente los niveles de dióxido de carbono de la atmósfera. Incluso si el proceso pudiese hacerse mucho más rápido—y si las caras sales de litio se pudiesen reemplazar con sodio para reducir costes—no existe la suficiente demanda para este tipo de materiales para que tenga un efecto importante sobre los niveles de dióxido de carbono. Por ejemplo, los productos químicos producidos en mayor volumen en los Estados Unidos sólo se fabrican en una escala de decenas de millones de toneladas. Las emisiones anuales de dióxido de carbono en los Estados Unidos son de alrededor de 6 mil millones de toneladas.
Los investigadores están experimentando en la actualidad con el nuevo material, haciéndole pequeños cambios para aprender más acerca de su funcionamiento y mejorar su rendimiento.