La nanotecnología contra las emisiones industriales
El uso de combustibles fósiles ha creado una serie de problemas y la Unión Europea se está esforzando en desarrollar soluciones que aumenten la sostenibilidad del mismo. Todas estas soluciones requieren alguna forma de separación y purificación, que actualmente se realizan a través de procesos que consumen mucha energía tales como la absorción, la separación criogénica y la destilación. Las membranas poliméricas están consideradas como uno de los métodos más eficientes desde el punto de vista energético para la separación de gases. Sin embargo, la mayoría de los polímeros o bien tienen una permeabilidad reducida, o bien no son selectivos frente a un gas con respecto a otro. En el marco del proyecto DOUBLENANOMEM (Nanocomposite and nanostructured polymeric membranes for gas and vapour separations), financiado por la UE, se han desarrollado polímeros novedosos que permite separar mezclas de gases de manera eficiente. Dentro de las labores del proyecto se estudiaron las combinaciones adecuadas de nanorrellenos con microcavidades en su interior de tamaño y porosidad bien definidos, dispersados en polímeros nanoporosos avanzados. La adición de nanorrellenos como nanotubos de carbono, zeolitas, óxidos mesoporosos o estructuras metalo-orgánicas ha permitido aumentar el volumen exento de polímero y crear canales preferenciales de transporte másico. Aparte de desarrollar polímeros de volumen libre elevado como los polinorbornenos, el equipo científico también ha fabricado polímeros de microporosidad intrínseca. Dichos polímeros no son capaces de empaquetarse de manera eficiente en el estado sólido y por lo tanto capturan suficiente volumen libre. Debido a su estructura contorsionada facilitan el transporte rápido de moléculas gaseosas pequeñas. El equipo científico ha desarrollado una reacción de polimerización nueva basada en la química clásica —la formación de bases de Tröger— que ha permitido preparar una estructura polimérica extremadamente rígida. Cabe esperar que las posibles aplicaciones de ese método se extiendan mucho más allá de la simple preparación de polímeros para membranas de separación de gases. Debido a su extrema rigidez, este polímero se comporta como un tamiz molecular e impide el transporte de moléculas gaseosas mayores. Con el fin de convertirlas en una opción atrayente, es necesario mejorar las membranas de pervaporación de manera que posean una selectividad elevada del etanol con respecto al agua. Este proyecto ha permitido comprender mucho mejor los procesos de obturación que se dan en las membranas, lo cual permitirá aumentar la recuperación de etanol a partir del caldo de fermentación. Cabe esperar que la innovadora tecnología de membranas que nace de este proyecto ofrezca una alternativa a los procesos tradicionales de separación de CO2 en las centrales térmicas. No obstante sus posibilidades, los materiales poliméricos se deben estudiar a mayor escala para poder seguir evaluando el proceso de separación.
Palabras clave
Emisiones industriales, separación de gases, membrana polimérica, nanorrellenos, microporosidad
