Balancing the Future by Capturing the Past and Present: Design and Construction of a Direct Air Capture System based on Membrane and Absorption Technologies

L'any 2024, les temperatures de la superfície del planeta van superar per primera vegada a la història el llindar d’1,5 ° C per sobre dels nivells preindustrials, ressaltant la urgència d'assolir emissions netes nul·les de CO2. La captura directa de l'aire (DAC) s'ha identificat com una tecnologia prometedora per a l'eliminació del diòxid de carboni (CDR) i la mitigació del canvi climàtic, alhora que ofereix beneficis per a la qualitat de l'aire interior. No obstant això, malgrat els alts nivells de CO2 a l'atmosfera, la DAC afronta desafiaments importants a causa de la baixa concentració de CO2 a l'aire en comparació amb altres mètodes de captura. Aquesta investigació doctoral, desenvolupada dins del projecte CaptaCO2, se centra en el disseny i la construcció d'un dispositiu compacte i energèticament eficient per a la captura de CO2 ambiental basat en contactors de membrana. El sistema empra una membrana de polisulfona modificada que permet el pas del CO2 a través dels seus porus, facilitant-ne l'absorció en una solució selectiva amb anhidrasa carbònica, un enzim que catalitza la seva conversió en bicarbonat. El bicarbonat sòlid resultant es pot recollir i reutilitzar, proporcionant una via sostenible per a la captura i la utilització del CO2. Dins del marc industrial d'aquesta investigació, l'estudi prioritza la viabilitat comercial. Per això, optimitza la fabricació i el rendiment de les membranes i de la solució absorbent, a més de validar l'eficiència de captura del sistema.