De todos los gases de efecto invernadero que calientan el planeta, la actividad humana se libera a la atmósfera, el dióxido de carbono es la emisión más significativa. Como tal, los expertos han sugerido que, además de reducir drásticamente nuestro uso de combustibles fósiles, debemos eliminar activamente el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera. Sin embargo, lo que se conoce como tecnología de captura de carbono suele ser costosa y/o intensiva en energía, y requiere soluciones de almacenamiento de carbono.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Stanford han propuesto una estrategia sorprendentemente práctica: hacer que las rocas lo hagan por nosotros.
No están bromeando. Los químicos de Stanford Matthew Kanan y Yuxuan Chen han desarrollado un proceso que utiliza calor para transformar los minerales en materiales que absorben CO2, permanentemente. Como se detalla en un estudio publicado el miércoles en la revista Nature, el proceso es práctico y de bajo costo. Además, las rocas muy útiles de Kanan y Chen podrían satisfacer las necesidades de una práctica agrícola común, golpeando a dos pájaros de un solo piedra.
“La Tierra tiene un suministro inagotable de minerales que son capaces de eliminar el CO2 de la atmósfera, pero simplemente no reaccionan lo suficientemente rápido por su cuenta para contrarrestar las emisiones de gases de efecto invernadero humano”, dijo Kanan, autor principal del estudio, en Una declaración de Stanford. “Nuestro trabajo resuelve este problema de una manera que creemos que es excepcionalmente escalable”.
Durante décadas, los científicos han estudiado formas de acelerar la absorción natural de CO2 de algunas rocas, un proceso llamado meteorización que puede llevar cientos, si no miles de años. Kanan y Chen parecen haber descifrado el código al convertir minerales comunes de lenta lenta llamados silicatos en minerales de viento de aceleración rápida.
“Imaginamos una nueva química para activar los minerales de silicato inertes (no químicamente reactivos) a través de una reacción simple de intercambio iónico”, explicó Chen. Los iones son átomos o grupos de átomos con carga eléctrica. “No esperábamos que funcionara tan bien como lo hace”.
Kanan y Chen se inspiraron en la producción de cemento, donde un horno, o horno, convierte la piedra caliza (una roca sedimentaria) en un compuesto químico reactivo llamado óxido de calcio, que luego se mezcla con arena. Los químicos replicaron este proceso, pero intercambiaron arena por un material llamado silicato de magnesio. El silicato de magnesio contiene dos minerales que, con calor, intercambiaron iones y se convierten en óxido de magnesio y silicato de calcio: minerales que clientan rápidamente.
“El proceso actúa como un multiplicador”, dijo Kanan. “Toma un mineral reactivo, óxido de calcio y un silicato de magnesio que es más o menos inerte, y genera dos minerales reactivos”.
Para probar sus resultados, Kanan y Chen expusieron silicato de calcio húmedo y óxido de magnesio al aire. Se convirtieron en minerales de carbonato, el resultado de la meteorización, dentro de unas semanas.
“Se puede imaginar extender el óxido de magnesio y el silicato de calcio en grandes áreas terrestres para eliminar el CO2 del aire ambiente”, dijo Kanan. “Una aplicación emocionante que estamos probando ahora es agregarlos al suelo agrícola”. Esta aplicación también podría ser práctica para los agricultores, que agregan carbonato de calcio al suelo cuando es demasiado ácida: una solución llamada limitación.
“Agregar nuestro producto eliminaría la necesidad de limitar, ya que ambos componentes minerales son alcalinos (básicos, en lugar de ácido)”, explicó Kanan. “Además, como clima de silicato de calcio, libera silicio al suelo en una forma que las plantas pueden ocupar, lo que puede mejorar los rendimientos y la resistencia de los cultivos. Idealmente, los agricultores pagarían por estos minerales porque son beneficiosos para la productividad agrícola y la salud del suelo, y como un bono, está la eliminación de carbono “.
Aproximadamente una tonelada de óxido de magnesio y silicato de calcio podría absorber una tonelada de CO2 de la atmósfera, y eso estimula el CO2 emitido por los hornos mismos, que aún requieren menos de la mitad de la energía utilizada en otras tecnologías de captura de carbono.
Sin embargo, escalar esta solución a un nivel impactante requeriría millones de toneladas de óxido de magnesio y silicato de calcio, anualmente. Sin embargo, Chen señala que si las estimaciones de reservas naturales de silicatos de magnesio como Olivine o Serpentine son precisas, serían suficientes para eliminar todo el CO2 atmosférico emitido por humanos, y algo más. Además, los silicatos podrían recuperarse de los relaves de la mina (sobras mineras).
“La sociedad ya ha descubierto cómo producir miles de millones de toneladas de cemento por año, y los hornos de cemento funcionan durante décadas”, dijo Kanan. “Si usamos esos aprendizajes y diseños, hay un camino claro sobre cómo pasar del descubrimiento de laboratorio a la eliminación de carbono en una escala significativa”.
