Uma nova maneira de remover o dióxido de carbono de uma corrente de ar poderia fornecer uma ferramenta significativa na batalha contra as mudanças climáticas. O novo sistema pode trabalhar com gás praticamente em qualquer nível de concentração, das mais baixas até as quantidades atualmente encontradas na atmosfera.
A maioria dos métodos de remoção de dióxido de carbono de uma corrente de gás requer concentrações altas de poluição, como as encontradas nas emissões de usinas de energia fóssil. Algumas variações foram desenvolvidas para trabalhar com as baixas concentrações encontradas no ar. Esse novo método é significativamente menos intensivo em energia e custos financeiros.
A técnica, baseada na passagem do ar através de uma pilha de placas eletroquímicas carregadas, é essencialmente uma bateria grande e especializada que absorve o dióxido de carbono do ar (ou outra corrente de gás) e libera o gás à medida que é descarregado. Em operação, o dispositivo simplesmente alternaria entre carregar e descarregar, com ar fresco ou gás de alimentação sendo soprado pelo sistema durante o ciclo de carregamento e, em seguida, o dióxido de carbono puro e concentrado sendo soprado durante a descarga.
À medida que a bateria é carregada, ocorre uma reação eletroquímica na superfície de cada pilha de eletrodos. Estes são revestidos com um composto chamado poliantraquinona, que é composto por nanotubos de carbono. Os eletrodos têm uma afinidade natural pelo dióxido de carbono e reagem prontamente com suas moléculas na corrente de ar ou no gás de alimentação, mesmo quando presentes em concentrações muito baixas. A reação inversa ocorre quando a bateria é descarregada, durante a qual o dispositivo pode fornecer parte da energia necessária para todo o sistema, e no processo ejeta uma corrente de dióxido de carbono puro. Todo o sistema opera em temperatura ambiente e pressão normal do ar.
Essa afinidade é a maior vantagem dessa tecnologia sobre a maioria das outras tecnologias de captura ou absorção de carbono. O material do eletrodo, por sua natureza, possui alta afinidade ou nenhuma afinidade, dependendo do estado de carga ou descarga da bateria. Outras reações usadas para captura de carbono requerem etapas intermediárias de processamento químico ou a entrada de energia significativa, como calor ou diferenças de pressão.
Essa afinidade binária permite a captura de dióxido de carbono de qualquer concentração, incluindo 400 partes por milhão, e permite sua liberação em qualquer corrente transportadora, incluindo 100% de CO2. Ou seja, como qualquer gás flui através da pilha dessas células eletroquímicas planas, durante a etapa de liberação, o dióxido de carbono capturado será transportado junto com ele. Por exemplo, se o produto final desejado for dióxido de carbono puro para ser usado na carbonatação de bebidas, uma corrente de gás puro poderá ser soprada através das placas. O gás capturado é então liberado das placas e se junta ao fluxo.
Em algumas fábricas de engarrafamento de refrigerantes, o combustível fóssil é queimado para gerar o dióxido de carbono necessário para dar às bebidas seu gás. Da mesma forma, alguns agricultores queimam gás natural para produzir dióxido de carbono para alimentar suas plantas em estufas. O novo sistema poderia eliminar a necessidade de combustíveis fósseis nessas aplicações e, no processo, realmente retirar o gás de efeito estufa do ar. Alternativamente, a corrente pura de dióxido de carbono pode ser comprimida e injetada no subsolo para descarte a longo prazo, ou mesmo transformada em combustível por meio de uma série de processos químicos e eletroquímicos.
