Diseño basado en datos de estructuras metálico-orgánicas para la captura húmeda de CO2

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• Ciencias del medio ambiente

Sus antecedentes:

• El aumento del dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera es un gran desafío mundial.
• La captura y almacenamiento de carbono (CCS) es crucial para mitigar las emisiones de CO2.
• Las estructuras metal-orgánicas (MOF) son prometedoras como adsorbentes sólidos para la captura de CO2, pero muchas fallan en condiciones húmedas.

Objetivo del estudio:

• Identificar MOF con una selectividad de CO2/N2 que sea robusta en presencia de agua.
• Desarrollar nuevos adsorbentes para la captura eficiente de CO2 de los gases de combustión industriales.

Principales métodos:

• Evaluación computacional de más de 300 000 MOF para identificar los sitios de unión de CO2 ("adsorbaforos").
• Síntesis y caracterización de los MOF estables en agua que incorporan adsorbadores hidrófobos.
• Evaluación del rendimiento de los MOF sintetizados en condiciones simuladas de gases de escape húmedos.

Principales resultados:

• La minería de datos identificó "adsorbaforos" que confieren una selectividad persistente de CO2/N2 en entornos húmedos.
• Dos MOF sintetizados demostraron un alto rendimiento de captura de CO2 y estabilidad en agua.
• Los nuevos MOF superaron a algunos materiales comerciales existentes en la captura de gases de escape húmedos.

Conclusiones:

• Los adsorbadores hidrofóbicos son fundamentales para el desarrollo de MOF con un rendimiento estable de captura de CO2 en gases de combustión industriales húmedos.
• Los MOF sintetizados ofrecen una solución viable para la captura de carbono rentable.
• Se necesitan pruebas industriales adicionales para optimizar la selección de MOF para vías específicas de utilización de CO2.