Científicos de la Universidad de Chiba en Japón han desarrollado un nuevo material de carbono llamado viciazitas que captura CO2 de forma más eficiente y lo libera a bajas temperaturas. El material utiliza grupos de nitrógeno dispuestos con precisión para reducir los costes energéticos, pudiendo funcionar potencialmente con calor residual industrial. Este avance podría hacer que la captura de carbono a gran escala sea más asequible.
Un equipo liderado por el profesor asociado Yasuhiro Yamada de la Escuela de Posgrado de Ingeniería y el profesor asociado Tomonori Ohba de la Escuela de Posgrado de Ciencias de la Universidad de Chiba ha creado las viciazitas, materiales de carbono con funcionalidades de nitrógeno adyacentes controladas. Publicado en la revista Carbon, el estudio detalla tres versiones: una con grupos amina primarios adyacentes (-NH2) con un 76% de selectividad, otra con nitrógeno pirrólico adyacente al 82% y una con nitrógeno piridínico adyacente al 60% de selectividad. Estos se produjeron calentando coroneno, tratando con bromo y exponiendo a gas amoníaco, entre otros métodos, para luego aplicarlos a fibras de carbono activadas. Técnicas como la espectroscopia de resonancia magnética nuclear y la espectroscopia de fotoelectrones de rayos X confirmaron la colocación precisa del nitrógeno. Las pruebas mostraron que las viciazitas con -NH2 adyacente y nitrógeno pirrólico capturaban más CO2 que las fibras sin tratar, mientras que las versiones piridínicas tuvieron un desempeño similar al de los materiales estándar. La característica destacada es la desorción a baja temperatura: los materiales con grupos -NH2 adyacentes liberan la mayor parte del CO2 capturado por debajo de los 60 °C. 'La evaluación del rendimiento reveló que en los materiales de carbono donde los grupos NH2 se introducen de forma adyacente, la mayor parte del CO2 adsorbido se desorbe a temperaturas inferiores a los 60 °C. Al combinar esta propiedad con el calor residual industrial, puede ser posible lograr procesos eficientes de captura de CO2 con costes operativos sustancialmente reducidos', afirmó Yamada. Las versiones de nitrógeno pirrólico necesitan temperaturas más altas pero ofrecen mayor estabilidad. Yamada añadió: 'Este trabajo proporciona vías validadas para sintetizar materiales de carbono dopados con nitrógeno diseñados a medida, ofreciendo el control a nivel molecular esencial para desarrollar tecnologías de captura de CO2 de próxima generación, rentables y avanzadas'. Los materiales también podrían eliminar iones metálicos o actuar como catalizadores. La investigación recibió apoyo de la Fundación de Ciencia y Tecnología Mukai, la subvención JSPS KAKENHI JP24K01251 y el programa ARIM del MEXT.
