Avance Crucial: COF-999 y la Promesa de la Captura de Dióxido de Carbono del Aire

El dióxido de carbono producido por la actividad humana es una de las principales causas del calentamiento global, y revertir la abrumadora presencia de este gas de efecto invernadero ha sido el foco de los esfuerzos ambientales durante décadas. Uno de los métodos para esta reversión ha sido la captura directa de aire.

Sin embargo, las tecnologías actuales solo funcionan para los gases de escape de combustión, como los de calderas de alta presión y centrales eléctricas, que tienen una alta concentración de CO2. Por ello, es tan emocionante el avance de científicos que han creado un polvo poroso y amarillo capaz de capturar concentraciones más bajas de este gas directamente del aire ambiente.

En un artículo publicado en Nature, investigadores de la Universidad de California, Berkeley, junto con colegas de Chicago y Alemania, detallan cómo el COF-999, un robusto marco orgánico covalente (COF) que crearon, puede capturar dióxido de carbono del aire abierto. Este COF se mantiene unido por algunos de los enlaces químicos más fuertes de la naturaleza —enlaces dobles covalentes carbono-nitrógeno y carbono-carbono— y sus poros contienen aminas, lo que permite una mayor absorción de CO2.

Omar Yaghi, autor principal del artículo y profesor de Química de la Cátedra James y Neeltje Tretter en UC Berkeley, afirmó en un comunicado de prensa: “Tomamos una pequeña cantidad de este material en polvo, lo pusimos en un tubo y pasamos aire de Berkeley —simplemente aire exterior— a través del material para ver cómo se comportaba, y fue hermoso”. Los niveles de CO2 en el aire al entrar variaron de 410 a 517 partes por millón, y el equipo realizó 100 ciclos sin deterioro visible del material. “Limpió el aire por completo de CO2. Todo”, añadió Yaghi. “Estoy emocionado porque no hay nada parecido en términos de rendimiento. Abre nuevas vías en nuestros esfuerzos para abordar el problema climático.”

Cómo el COF-999 puede mitigar el calentamiento global

Para prevenir algunos de los peores efectos del dióxido de carbono en la contaminación del aire y el calentamiento global, los científicos señalan que los niveles de CO2 deben permanecer por debajo de las 450 partes por millón. La concentración actual se acerca a esta cifra, según mediciones recientes. Afortunadamente, el nuevo material COF-999 puede incorporarse a las tecnologías de captura de carbono que ya se están probando o utilizando.

Zihui Zhou, primer autor del artículo en Nature y estudiante de posgrado en UC Berkeley, explicó en el comunicado de prensa: “Actualmente, la concentración de CO2 en la atmósfera supera las 420 ppm, pero esto aumentará a quizás 500 o 550 antes de que desarrollemos y empleemos completamente la captura de gases de combustión. Por lo tanto, si queremos disminuir la concentración y volver a quizás 400 o 300 ppm, debemos usar la captura directa de aire”. Según Zhou, solo se necesita menos de medio libra (aproximadamente 220 gramos) del material para capturar la misma cantidad de dióxido de carbono absorbida durante la fotosíntesis por un árbol en un año, lo que podría ayudar a restaurar la calidad del aire a los niveles de hace un siglo.

Además, Zhou señaló que el nuevo material COF-999 puede capturar CO2 10 veces más rápido y liberarlo a temperaturas más frías que otras tecnologías de captura directa de aire. Adicionalmente, la versión más reciente en la que el equipo está trabajando ha pasado por 300 ciclos sin deterioro, una señal de que podría soportar miles de ciclos sin desgaste. Mientras tanto, Yaghi mencionó que el equipo está encaminado a duplicar la capacidad del material en el futuro cercano.