Es posible fabricar filtros de captura de dióxido de carbono mediante impresión 3D

Este proceso de fabricación, mediante impresión 3D, hace que todo sea más rápido y preciso.

Las emisiones antropogénicas de CO2 en el último medio siglo han provocado un aumento abrupto en los niveles de CO2 atmosférico. Conduce a un efecto invernadero exacerbado y al calentamiento global. Por lo tanto, eliminar las emisiones de CO2 de fuentes puntuales significativas se encuentra entre las mitigaciones más críticas para combatir la crisis del cambio climático.

En un estudio reciente, científicos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte demostraron que la impresión 3D puede usarse para crear filtros de captura de dióxido de carbono. Crearon específicamente un material de hidrogel capaz de contener anhidrasa carbónica, una enzima que acelera la conversión de dióxido de carbono y agua en bicarbonato.

El autor principal del estudio, Jialong Shen, profesor asistente de investigación de ingeniería textil, química y ciencia en NC State, dijo: "Este proceso de fabricación, que utiliza la impresión 3D, hace que todo sea más rápido y preciso. Puede hacer este material funcional si tiene acceso a una imprenta y las materias primas".

Los científicos mezclaron una solución que contenía dos compuestos orgánicos diferentes, o la "tinta" de impresión, y una enzima llamada anhidrasa carbónica. Luego imprimieron filamentos de hidrogel similares a hilos en una cuadrícula bidimensional. Al mismo tiempo, solidifican la solución con luz ultravioleta tal como fue impresa.

El hidrogel fue diseñado para extruirse en un filamento continuo y lo suficientemente robusto mecánicamente para ser impreso en 3D. Nuestras células, que contienen enzimas en áreas compartimentadas que se llenan con un fluido y se llenan con un fluido, sirvieron como modelo para nuestro diseño. Ambientes como esos son ideales para permitir la actividad enzimática.

Se examinó la eficacia de la recolección de carbono del filtro y los científicos también evaluaron las características del material para determinar qué tan bien se doblaría y torcería. En un experimento a pequeña escala, descubrieron que el filtro atrapaba el 24 % del dióxido de carbono en una combinación de gases. El filtro tenía menos de una pulgada (2 centímetros) de diámetro. Aún así, podría hacerse más grande y en otras formas modulares para apilarlos en una columna alta, aunque la tasa de captura es más baja que la que han logrado en diseños anteriores. Eso podría mejorar la efectividad de la captura.

Shen dijo: "Para obtener una tasa de captura más alta, necesitaríamos hacer que el filtro tenga un diámetro más grande o apilar más filtros uno encima del otro. No creemos que eso sea un problema; esta fue una prueba inicial en un pequeño escala para facilitar la prueba".

En lo que respecta a la durabilidad de la filtración, se descubrió que el material alcanza el 52 % de su rendimiento inicial de captura de carbono después de más de 1000 horas.

La coautora correspondiente del estudio, Sonja Salmon, profesora asociada de ingeniería textil, química y ciencia en NC State, dijo: "Este trabajo aún se encuentra en una etapa inicial, pero nuestros hallazgos sugieren que hay nuevas formas de fabricar materiales para dispositivos de captura de carbono. Estamos ofreciendo esperanza para la captura de carbono".

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