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Captura directa de aire (DAC)

2010
Instalación de captura directa de aire que utiliza procesos químicos para eliminar el CO2 de la atmósfera.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Una tecnología diseñada para eliminar el dióxido de carbono directamente de la atmósfera, donde su concentración es muy baja (~420 ppm). Los dos enfoques principales utilizan sistemas de disolventes líquidos, donde el aire pasa a través de soluciones químicas (p. ej., hidróxido de potasio), o sistemas de sorbentes sólidos, donde el aire pasa sobre superficies filtrantes que se unen químicamente al CO₂. El CO₂ capturado se libera posteriormente para su almacenamiento o utilización.

Captura directa de aire (DACLa captura de CO2 es una tecnología de emisiones negativas porque elimina las emisiones históricas de CO2 del aire, a diferencia de la captura puntual, que solo previene nuevas emisiones. El principal desafío técnico es la baja concentración de CO2 en el aire, lo que requiere mover grandes cantidades de aire y utilizar absorbedores químicos de alta eficiencia, lo que hace que el proceso sea costoso y consuma mucha energía.

En los sistemas de disolventes líquidos, grandes ventiladores impulsan el aire a través de un contactor de aire que contiene una solución química concentrada, generalmente una solución acuosa de hidróxido. El CO₂ reacciona para formar una sal de carbonato. Esta solución salina se calienta posteriormente en un reactor independiente, que libera el CO₂ en una corriente pura y regenera la solución de hidróxido original para su reutilización. Este proceso es continuo, pero requiere calor a alta temperatura (hasta 900 °C).

En los sistemas de sorbentes sólidos, se sopla aire sobre materiales sólidos (sorbentes) que tienen aminas u otras sustancias químicas adsorbidas a su superficie. Estas sustancias adsorben selectivamente las moléculas de CO₂. Una vez saturado el sorbente, se traslada a una cámara calentada a baja presión donde se libera el CO₂. Este proceso suele requerir temperaturas más bajas (80-120 °C) que los sistemas líquidos, lo que permite el aprovechamiento del calor residual o la energía geotérmica. Una vez capturado y purificado el CO₂, debe secuestrarse permanentemente bajo tierra o utilizarse en productos como combustibles sintéticos o materiales de construcción para lograr un beneficio climático.

UNESCO Nomenclature: 3305
Ingeniería química y tecnología

Tipo

Procesos industriales

Ruptura

Incremental

Uso

Tecnología emergente

Precursores

  • Tecnología de depuración de aire utilizada en submarinos y naves espaciales para soporte vital.
  • gas industrial técnicas de separación y purificación (por ejemplo, adsorción por oscilación de presión)
  • Avances en ingeniería química y ciencia de materiales para el desarrollo de absorbentes
  • comprensión de la química ácido-base
  • Teorías sobre el cambio climático y la necesidad de emisiones negativas

Aplicaciones

  • providing CO2 for synthetic fuels (e.g., combining with green hydrogen)
  • Suministro de CO2 a invernaderos para mejorar el crecimiento de las plantas
  • bebidas carbonatadas
  • uso en captura de carbonoproyectos de captura, utilización y almacenamiento (CCUS)
  • Plantas comerciales de DAC operadas por empresas como Climeworks (Suiza) y Carbon Engineering (Canadá).

Patentes:

  • US7892348B2
  • US8128749B2
  • WO2010051693A1

Ideas para posibles innovaciones

  • Desarrollar sistemas DAC pasivos que utilizan energía eólica en lugar de ventiladores eléctricos para mover el aire.
  • Creando absorbentes que oscilan la humedad y que liberan CO2 cuando se exponen al agua en lugar de al calor.
  • Integrar unidades DAC directamente con plantas de energía geotérmica para utilizar el calor y la energía residuales
  • Diseño de unidades DAC modulares de tamaño doméstico que contribuyen a una red distribuida
  • utilizando estructuras metalorgánicas (MOF) como sorbentes altamente selectivos y de baja energía
  • Alimentar el DAC con fuentes de energía renovables dedicadas y fuera de la red, como la solar y la eólica
  • Ingeniería genética de cianobacterias para capturar CO2 en fachadas de edificios
  • Desarrollar sistemas DAC electroquímicos que utilizan electricidad directamente para separar el CO2
  • Integración de DAC en sistemas HVAC de grandes edificios
  • creating a circuito cerrado system where captured CO2 is used to grow algae for biofuel production
Relacionado con: directo captura de aire, DAC, eliminación de carbono, tecnología de emisiones negativas, sorbentes sólidos, disolventes líquidos, Climeworks, ingeniería de carbono, lavado de aire, CCUS.

Contexto histórico

Captura directa de aire (DAC)

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2010
2013-09-24

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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