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Cambio Climático

Capturar CO2 lucha contra el cambio climático y aumenta la eficiencia de las baterías

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Un nuevo proceso emplea el gas para fabricar nanotubos de carbono a medida para baterías que ya cuadruplican la eficiencia de las de iones de sodio

  • por Mike Orcutt | traducido por Teresa Woods
  • 09 Marzo, 2016

No hay demasiados incentivos económicos para capturar el dióxido de carbono que escapa de las plantas energéticas o el que hay en el aire. Pero unos investigadores de la Universidad de George Washington y la Universidad de Vanderbilt (ambas en EEUU) han descubierto una posible motivación: emplear el gas captado para fabricar materiales para baterías de alto rendimiento.

Aseguran que su nuevo proceso no sólo es más económico que las técnicas existentes para fabricar nanotubos de carbono a gran escala, sino que también podría representar un arma contra el cambio climático.

Capturar y almacenar el dióxido de carbono (CAC) es caro y aún está sin demostrar a la escala que tendrá que realizarse para tener un impacto significativo en la reducción de emisiones. El despliegue de la tecnología CAC va muy retrasado si va a jugar el papel que los gobiernos firmantes del acuerdo alcanzado en la Cumbre del Clima de París (Francia) quieren que desempeñe. A falta de políticas climáticas como un impuesto de carbono o programas de captura y comercialización, las cuentas simplemente no salen.

Esto podría cambiar si el gas pudiese convertirse en un producto valioso. Los investigadores anteriormente habían elaborado métodos para emplear el dióxido de carbono para la producción de combustibles líquidos como el metanol, pero han resultado ser productos básicos y de escaso valor. Dado el coste de las baterías de hoy, el nuevo método convierte un kilo de dióxido de carbono en algo seis veces más valioso que el metanol, según Stuart Licht, un profesor de química de la Universidad de George Washington.

Foto: Unas imágenes de microscopio demuestran nanomateriales hechos de dióxido de carbono mediante un nuevo proceso electromecánico. Crédito: Stuart Licht, Universidad de George Washington.

Reemplazar los ánodos de grafito por nanotubos de carbono podría impulsar la capacidad de almacenaje de las baterías avanzadas. En unas pruebas de concepto realizadas en el laboratorio, Licht y sus compañeros demostraron que los nanotubos hechos con su proceso dieron un pequeño impulso a la capacidad de pequeñas baterías de iones de litio y casi cuadruplicaron la capacidad de las baterías de iones de sodio, una emergente tecnología de almacenamiento energético.

Este nuevo resultado está basado en un proceso básico que desveló Licht el año pasado, que depende del carbonato de litio fundido y del óxido de litio, que se disuelve dentro del carbonato de litio para juntarse con el dióxido de carbono y formar más carbonato de litio. Cuando se aplica un voltaje mediante dos electrodos sumergidos en el carbonato de litio fundido, una reacción electromecánica produce oxígeno y unas puras nanofibras de carbono. La energía es generada por un sistema que Licht desarrolló para la energía solar concentrada, que hace uso de la luz infrarroja del sol además de la luz visible.

En este caso el grupo de investigación, dirigido por Licht el profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Vanderbilt Cary Pint, demostró un mayor grado de control sobre el proceso. Al ajustar varios parámetros, generaron nanotubos de carbono "hechos a medida" para los ánodos de las baterías de iones de litio y sodio, afirma Pint. En las pruebas de laboratorio, las baterías que contenían los nuevos ánodos permanecieron estables durante muchos ciclos de carga.

Licht también propuso un diseño para incorporar el sistema a una planta energética de gas natural, donde capturaría grandes cantidades de dióxido de carbono y las transformaría en nanotubos de carbono y oxígeno puro. El oxígeno entonces podría ser empleado para siguientes combustiones, y la planta no generaría ninguna emisión de dióxido de carbono, según Licht.

En un futuro próximo, Licht dice que el grupo demostrará la impresionante fuerza de los nanomateriales de carbono, producidos durante el proceso y que incluyen tanto nanotubos de carbono macizos además de los huecos. El responsable afirma: "Estamos investigando la opción de algún día hacer la encapsulación de la batería de estos materiales también, o mejor aún, el chasis del coche".

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