Reacciones de intercambio térmico de Ca2+/Mg2+ para sintetizar materiales de eliminación de CO2

Área de la Ciencia:

• Geoquímica y Ciencias Ambientales
• Tecnologías de captura y retención de carbono
• Ciencias de los materiales para soluciones climáticas

Sus antecedentes:

• Las estrategias actuales de gestión del carbono requieren la eliminación de dióxido de carbono atmosférico (CDR) a gran escala para el año 2100.
• Los minerales de silicato ricos en magnesio ofrecen un gran potencial para el secuestro de CO2, pero reaccionan demasiado lentamente en condiciones ambientales.
• Los métodos existentes se enfrentan a limitaciones debido a la cinética de reacción lenta de los minerales de silicato naturales.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un proceso termoquímico que mejore la reactividad de los silicatos ricos en magnesio para una captura eficiente de CO2.
• Investigar la conversión de los silicatos de Mg en silicato de calcio y óxido de magnesio reactivos intermedios.
• Evaluar el potencial de este material mejorado para la eliminación escalable y permanente de dióxido de carbono.

Principales métodos:

• Reaccionan diversos silicatos ricos en Mg (por ejemplo, olivina, serpentina, augita) con carbonato de calcio (CaCO3) y sulfato de calcio (CaSO4) bajo condiciones termoquímicas.
• Caracterización de los productos intermedios (Ca2SiO4 y MgO) y su posterior reacción con el aire ambiente o el CO2.
• Análisis de las necesidades energéticas del proceso de eliminación de dióxido de carbono propuesto.

Principales resultados:

• Tratamiento termoquímico que convierte cuantitativamente los silicatos de Mg en Ca2SiO4 y MgO reactivos.
• Estos productos intermedios captan fácilmente el CO2 del aire ambiente o de fuentes concentradas, formando carbonatos y bicarbonatos estables en cuestión de semanas u horas.
• Se estima que la demanda de energía para este proceso CDR es inferior a 1 MWh por tonelada de CO2 eliminado.

Conclusiones:

• El enfoque termoquímico descrito acelera significativamente la reactividad de los silicatos ricos en Mg para la eliminación de dióxido de carbono.
• Este método permite la utilización de abundantes silicatos de Mg como un recurso viable para una CDR segura y permanente.
• El proceso demuestra una alternativa potencialmente eficiente con respecto a las tecnologías actuales de captura directa de aire.