La Universidad de Córdoba diseña una esponja de grafeno que captura y retiene dióxido de carbono

Investigadores de las universidades de Córdoba y Málaga, junto con expertos del Instituto Plymat de la Universidad del País Vasco, han desarrollado una esponja de grafeno que captura y retiene dióxido de carbono (CO2), uno de los principales gases de efecto invernadero.

Esta pieza con forma de panal de abeja contiene además micropartículas de nitrógeno y azufre, que al contacto con el CO2 actúan como un doble filtro e impiden que este gas se libere a la atmósfera, según ha informado la Fundación Descubre, dependiente de la Junta.

La particularidad de esta especie de malla tridimensional es la combinación de una alta porosidad diseñada para retener todo el CO2 posible durante su ciclo de funcionamiento y la capacidad de atrapar este gas de forma selectiva discriminando otros gases inertes a los que deja pasar.

Para construir estas estructuras, los expertos han producido por primera vez óxido de grafeno reducido, la forma oxidada de este material de carbono, mediante el uso de vitamina C, y el resultado es un compuesto sostenible con buenas propiedades mecánicas ya que resiste impactos, soporta altas temperaturas y conduce la electricidad.

Tradicionalmente, la captura de CO2 se ha realizado con sustancias líquidas y corrosivas como el amoniaco, que afectan al funcionamiento de los equipos en los que se emplean.

En este estudio, los investigadores andaluces han apostado por una tecnología alternativa y sostenible para retener este gas con el empleo de materiales carbonosos de alta porosidad.

Luis Serrano, de la Universidad de Córdoba y coautor del trabajo, ha apuntado que el grafito es un mineral abundante en la naturaleza, y de él se obtiene el grafeno, un compuesto laminar y cristalino, aunque su obtención en laboratorio es costosa, motivo por el que han usado óxido de grafeno reducido, ya que "su producción a gran escala es más sostenible".

Como detallan en un estudio publicado en la revista Microporous and Mesoporous Materials, han conseguido fabricar a escala de laboratorio este tipo de esponja carbonosa tridimensional con una alta porosidad y capaz para de atrapar el dióxido de carbono.

El objetivo de esta estructura, cuyo peso puede ser similar al de una esponja de baño, es estrechar los poros lo máximo posible para que la molécula de CO2 penetre y quede retenida en su estructura.

El investigador Juan Antonio Cecilia, de la Universidad de Málaga, ha explicado que "el material tiene que ser un laberinto formado por caminos estrechos del que el dióxido de carbono no pueda salir".

Además de adsorber el dióxido de carbono, esta esponja está diseñada para discriminar la presencia de otros gases y no retenerlos: las paredes de estas estructuras están compuestas por un material carbonoso que también presenta átomos de nitrógeno y azufre embebidos en su estructura y son sensibles al CO2.

Su función consiste en identificar moléculas de CO2 e impedirle el paso, ya que si la adsorción fuera similar con el resto de gases, los poros se llenarían y esos huecos en los que se debería quedar el dióxido de carbono quedarían ocupados por una gran variedad de moléculas, ha indicado Cecilia.

Esta esponja es "como un castillo de naipes. Al tener muchos huecos, si se quita una carta se desvanece", por lo que "la capacidad de retención podría disminuir tras su ciclo de uso porque alguno de los poros se hubiera deformado o colapsado", ha apuntado Cecilia.

Los investigadores tienen que estudiar estas variables para "escalar el proceso y ensayar simulaciones en chimeneas industriales".