El nuevo sistema de captura directa de carbono en el aire también captura agua

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En un nuevo giro en el nexo energía-agua, la startup estadounidense Avnos acaba de conseguir 36 millones de dólares en financiación Serie A para llevar su nuevo sistema de captura de carbono y recuperación de agua de la etapa piloto al mercado. Algunos de los sospechosos habituales de la industria del petróleo y el gas se están alineando detrás de la empresa, pero la CleanTechnica Los oídos se aguzaron cuando supimos que la Oficina de Investigación Naval de EE. UU. inicialmente ayudó a Avnos a poner en forma su tecnología para llamar la atención de los inversores, y eso hace que las cosas sean interesantes.

Captura directa de carbono en el aire, ahora con captura de agua

Antes de llegar a la Marina, comencemos con las últimas noticias. A principios de esta semana, Avnos compartió un comunicado de prensa embargado con CleanTechnica detallando la ronda de financiación de 36 millones de dólares para un sistema patentado de captura de carbono que llama HDAC, abreviatura de Hybrid Direct Air Capture.

La ronda de Serie A fue encabezada por una filial de la empresa energética estadounidense NextEra Energy Resources, LLC, descrita por Avnos como "el mayor generador de energía renovable a partir del viento y el sol del mundo y líder mundial en almacenamiento de baterías".

Hasta ahora, todo bien, aunque Avnos señala que Shell Ventures también está en la mezcla. Para que conste, los otros inversores de la serie A son Empresas corporativas de Safran, Socios de visióny Gestión de capital de Rusheen.

Avnos también señala que Shell Ventures y ConocoPhilips impulsaron acuerdos estratégicos y de financiación anteriores, junto con JetBlue Ventures y una aceleradora de tecnología limpia sin fines de lucro llamada the Fundación Grantham.

SoCalGas entra en acción

Otra asistencia anterior provino del Departamento de Energía de Estados Unidos. Avnos se lanzó en 2020, implementando tecnología desarrollada inicialmente en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía. En 2021, la compañía ya llamó la atención de Southern California Gas Company (SoCalGas), que acordó probar el sistema en el marco de un proyecto de demostración de 3.1 millones de dólares.

La empresa aportó 650,000 dólares y el Departamento de Energía también echó una mano, y PNNL contribuyó al diseño y desarrollo de los componentes del sistema.

Para ser claros, SoCalGas no depende de los sistemas de captura de carbono para hacer todo el trabajo pesado hacia su objetivo de neutralidad de carbono. La compañía ha evaluado que la captura de carbono tiene un papel que desempeñar junto con la electrificación, el hidrógeno y el gas natural renovable, dependiendo de cómo se unan las piezas en términos de rápida ampliación y viabilidad económica.

“Probar la nueva tecnología de captura de carbono, llamada Captura Isotérmica de Vapor de Agua y CO2 (IWVC), proporcionará información clave sobre su eficiencia y costos operativos, determinando en última instancia la rentabilidad de su implementación a escala”, explicó SoCalGas en un comunicado de prensa.

El proyecto de demostración tenía como objetivo capturar 1,000 litros (264 galones) de agua y 80 kilogramos (176 libras) de dióxido de carbono por día. Eso es sólo para empezar.

"Creemos que a escala esta tecnología tiene el potencial de generar aproximadamente 15 millones de galones de agua por día y al mismo tiempo eliminar 1.8 millones de toneladas de CO2 del aire cada año en un solo sistema", dijo el director ejecutivo de Avnos, Will Kain, en un comunicado de prensa.

Captura de carbono de próxima generación con adsorbentes de oscilación de la humedad

Algunos sistemas de captura directa de carbono en el aire utilizan un material adsorbente para capturar vapor de agua y carbono, similar a los pequeños paquetes de desecantes que se encuentran en las cajas de zapatos nuevos y otros productos. Los materiales adsorbentes atraen la humedad a sus superficies. Por el contrario, los materiales absorbentes se hinchan al ingerir líquidos, siendo un ejemplo típico las esponjas.

En términos del nexo energía-agua, el uso de adsorbentes para sistemas de captura directa de carbono en el aire enfrenta dos desafíos. Uno es la dependencia de los recursos hídricos capturar el carbono, y el otro es la dependencia de la energía térmica para extraerlo. Aparentemente, los investigadores del PNNL descubrieron una manera de evitarlo.

"Normalmente se utiliza alta temperatura para regenerar desecantes, lo que consumiría demasiada energía y sería costoso para DAC", explica el Dr. Peter McGrail, miembro del laboratorio. "En cambio, los desecantes de IWVC se regeneran sin calefacción exterior, lo que hace que sea económico producir agua junto con el CO2".

El proceso de dos etapas comienza con la unión del vapor de agua y el dióxido de carbono al adsorbente. El agua se condensa en el segundo paso y el dióxido de carbono se comprime para destinarlo a otro lugar. SoCalGas mencionó el almacenamiento como uno de los destinos, pero también señaló que el CO2 se puede utilizar para fabricar combustibles y otros productos, lo cual fue una buena suposición considerando el crecimiento del hidrógeno verde y electrocombustibles industria desde 2021.

¿Qué pasa con la Marina de los EE. UU.?

Sí, ¿qué pasa con ellos? CleanTechnica se está comunicando con Avnos para obtener algunos detalles sobre la contribución inicial de la Armada a su tecnología. Por ahora, solo tengamos en cuenta que recuperación de agua energéticamente eficiente Es un asunto crítico para la Armada, por lo que no sorprende que el Laboratorio de Investigación Naval exprese interés en nuevas tecnologías de vanguardia.

En 2017, el Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. contribuyó con fondos para un estudio de captura de carbono de un sorbente de dióxido de carbono de rápida oscilación de la humedad, junto con la Fundación Nacional de Ciencias de China. El estudio fue escrito por los investigadores Xiaoyang Shi de la Universidad de Columbia, Qibin Li de la Universidad de Chongqing en China, Tao Wang de la Universidad Zeizhiang en China y Klaus S. Lackner de la Universidad de Arizona.

Ese estudio en particular involucró un absorbente, no un adsorbente. Los detalles están disponibles en la revista. PLoS ONE bajo el título “Análisis cinético de un anión Intercambio de absorbente para la captura de CO2 del aire ambiente.."

Quizás debido al rápido desarrollo de la ciencia de los materiales, el término preferido en los últimos años parece ser simplemente sorbente. En 2020, Klaus Lackner describió Los principios en juego en un “árbol mecánico” propuesto. que despliega el mecanismo de oscilación de la humedad para capturar carbono a una velocidad 1,000 veces mayor que la de un árbol natural.

"Este concepto no me sorprende porque he estado jugando con esto durante una década, pero el concepto de cambio de humedad sigue siendo muy novedoso y muy diferente de otras formas de cargar y descargar un sorbente", explicó Lackner en un artículo publicado. en 2020.

“Descubrimos este fenómeno hace 14 años y durante mucho tiempo fue un misterio cómo funcionaba. Ahora parece bastante obvio”, añadió.

En 2021, un equipo con sede en China revisó la literatura sobre captura de carbono y también se decidió por la tecnología de cambio de humedad como el camino más prometedor hacia la captura de carbono de bajo costo con recuperación de agua.

“Recientemente, se propuso y estudió una nueva técnica de cambio de humedad como un nuevo enfoque para el CO₂ captura (Wang et al., 2011). El sorbente es una resina de intercambio aniónico que transporta iones de carbonato para CO.₂ adsorción a través del cambio de humedad, basada en el mecanismo de la reacción de hidrólisis reversible impulsada por agua de iones carbonato en un nanoambiente confinado (p. ej., nanoporos) (Shi et al., 2016)”, explicó el equipo.

“Impulsada por la evaporación del agua, la resina obtiene alta afinidad por el CO₂ cuando el entorno está seco y lo libera cuando está mojado. Este mecanismo único resulta en un absorbente de humedad para CO₂ adsorción, que mostró un bajo CO₂ calor de adsorción de aproximadamente 32 kJ/mol (Shi et al., 2020a), ya que el proceso tradicional de oscilación térmica se reemplaza por la evaporación del agua”, agregaron.

Volviendo a la financiación de la Marina, en algún lugar de la mezcla había una mención de la captura de carbono con la producción de electrocombustibles, lo que tiene sentido considerando el interés de la Marina en producir combustible sobre la marcha además de la recuperación de agua. También hablaremos con Avnos sobre eso, así que estad atentos para más detalles.

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Imagen: Un nuevo híbrido aire directo de carbono El sistema de captura de la startup estadounidense Avnos reduce costos y también produce agua (cortesía de Avnos).

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• Fuente: https://cleantechnica.com/2024/02/06/direct-air-carbon-capture-water-resources-energy-efficient/