La combustión de energías fósiles, las industrias del acero y del cemento, las refinerías y el transporte son las principales fuentes de emisiones de dióxido de carbono (CO₂). Una solución prometedora para reducir estas emisiones consiste en desarrollar tecnologías de captura adaptadas a cada fuente de CO2, en particular el volumen de gas emitido, su composición y los contaminantes que contiene. Entre las soluciones existentes, las membranas de separación son económicas en energía, simples de usar y fácilmente desplegables a gran escala.
Concretamente, existen membranas rígidas basadas en polímeros vítreos, ideales para aplicaciones que requieren una separación precisa pero que carecen de velocidad, y membranas cauchutadas más flexibles que permiten una separación rápida, esta vez en detrimento de la precisión. En cuanto al material ideal que combinaría selectividad y permeabilidad, sigue siendo el centro de los esfuerzos de investigación e innovación.
En este contexto, un equipo de investigación internacional liderado por químicos del Instituto Europeo de Membranas (CNRS/ENSCM/Universidad de Montpellier) ha desarrollado una nueva categoría de materiales que podrían ser la solución: los redes orgánicas cauchutados (ROFs).
Estas membranas innovadoras explotan una estructura híbrida: polímeros elásticos, capaces de transportar eficientemente el CO₂, asociados con estructuras cristalinas que actúan como tamices moleculares. Gracias a enlaces reversibles controlados a nivel molecular, los ROFs forman películas estables y robustas cuya porosidad transitoria y fluctuante permite evitar los defectos asociados con los materiales porosos clásicos.
¿El resultado? Una gran permeabilidad y una selectividad para el CO₂ muy por encima de los estándares actuales. Además, su rendimiento se refuerza en presencia de vapor de agua, una ventaja importante ya que la mayoría de los gases industriales contienen humedad. Fáciles de producir en forma de películas homogéneas y robustas, los ROFs resultan ideales para usos industriales a gran escala. Son particularmente adecuados para la captura de CO₂ en entornos húmedos, como los humos industriales, donde superan a las membranas tradicionales de polímero o materiales porosos.
Este avance, publicado en la revista Science Advances, abre el camino a procesos de captura de CO₂ más sostenibles y económicamente viables. Al combinar permeabilidad, selectividad y facilidad de implementación, los ROFs podrían convertirse en un pilar de las tecnologías de captura y almacenamiento de carbono, contribuyendo así a la lucha contra el cambio climático. Los próximos pasos incluyen la optimización de su producción a gran escala y su integración en sistemas industriales.
Redactor: AVR
Referencias:
Rubbery organic frameworks (ROFs) toward ultrapermeable CO2-selective membranes
Marius Sandru, Marie Prache, Thomas Macron, Lidia Căta, Mehmet Göktuğ Ahunbay, May-Britt Hägg, Guillaume Maurin & Mihail Barboiu.
Science Advances 2024
https://doi.org/10.1126/sciadv.adq5024