Científicos de KAIST crean una tecnología de captura marina que mineraliza el CO₂ del agua de mar y reduce el consumo energético hasta un 54%
- 🔹 CO₂ marino convertido en mineral.
- 🌊 Mayor capacidad de absorción del océano.
- ⚡ Hasta un 54 % menos de consumo eléctrico.
- 🧪 Producción simultánea de hidrógeno verde.
- 🪨 Carbonato cálcico para almacenamiento permanente.
- 🚢 Diseño modular para barcos y plantas marinas.
- 🌍 Nueva vía hacia la neutralidad climática.
Los océanos llevan décadas desempeñando un papel silencioso en la lucha contra el cambio climático. Absorben aproximadamente el 30 % del dióxido de carbono generado por las actividades humanas, reduciendo parte del impacto de las emisiones sobre la atmósfera. Sin embargo, esa capacidad no es ilimitada. Un equipo de investigadores del Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), en colaboración con el Massachusetts Institute of Technology (MIT), ha presentado una tecnología que podría reforzar ese enorme servicio ambiental: transformar el CO₂ disuelto en el agua de mar en un mineral sólido y estable, evitando que vuelva a liberarse durante miles de años.
El sistema, denominado e-DOC (electrochemical Dissolved Ocean Carbon Removal), convierte el carbono inorgánico disuelto en carbonato cálcico (CaCO₃), el mismo compuesto que forma parte de rocas calizas, conchas marinas o corales. Una vez mineralizado, el carbono queda inmovilizado de forma prácticamente permanente.
Aprovechar el océano como un aliado frente al cambio climático
El funcionamiento del proceso parte de una idea sencilla. Cuando disminuye la concentración de dióxido de carbono disuelto en el agua, el océano recupera el equilibrio captando nuevo CO₂ de la atmósfera. Es un mecanismo natural que ya ocurre de forma espontánea, aunque muy lentamente.
La tecnología desarrollada por KAIST acelera ese proceso mediante un sistema electroquímico capaz de retirar una gran parte del carbono inorgánico disuelto (DIC) y transformarlo inmediatamente en un mineral estable. De esta forma, el océano recupera capacidad para seguir absorbiendo carbono atmosférico sin que el CO₂ extraído vuelva a escapar al aire.
Este enfoque pertenece a la familia de tecnologías conocidas como Carbon Dioxide Removal (CDR), consideradas por numerosos organismos científicos como un complemento imprescindible a la reducción de emisiones para limitar el calentamiento global durante este siglo. La prioridad sigue siendo emitir menos, claro. Aun así, eliminar parte del carbono ya acumulado en la atmósfera será igualmente necesario.
El gran obstáculo estaba en los electrodos
Hasta ahora, muchas tecnologías de eliminación de carbono marino compartían un problema importante: la acumulación de minerales sobre los electrodos.
Durante la reacción electroquímica, el carbonato cálcico se deposita sobre las superficies metálicas formando una capa sólida similar a la cal que aparece en cafeteras o calentadores domésticos. Ese fenómeno reduce la eficiencia del sistema, incrementa el consumo energético y obliga a realizar limpiezas frecuentes o sustituir componentes.
Para evitarlo, los investigadores diseñaron una estructura formada por haces de fibras huecas de acero inoxidable, denominada Hollow Fiber Electrode Assembly (HFEA).
La innovación reside en que los minerales ya no se adhieren directamente al electrodo. Se forman en el exterior de las fibras mientras las pequeñas burbujas de hidrógeno generadas durante la reacción limpian continuamente la superficie, impidiendo que aparezcan depósitos sólidos capaces de bloquear el funcionamiento.
Puede parecer un detalle de ingeniería, pero en realidad supone una diferencia enorme para cualquier tecnología que aspire a funcionar de manera continua durante largos periodos.
Resultados prometedores en condiciones reales
El equipo puso a prueba el sistema utilizando agua marina procedente de la isla volcánica de Jeju, en Corea del Sur.
Durante más de 120 horas de funcionamiento continuo, la tecnología mantuvo un rendimiento estable, algo especialmente relevante porque la operación prolongada ha sido uno de los principales retos de este tipo de procesos.
Los ensayos permitieron eliminar entre el 80 % y el 90 % del carbono inorgánico disuelto presente en el agua tratada, mientras el consumo eléctrico se reducía hasta un 54 % respecto a tecnologías comparables.
Ese ahorro energético resulta especialmente importante porque uno de los principales desafíos de los sistemas de captura de carbono consiste precisamente en que el proceso no genere más emisiones indirectas de las que consigue evitar.
Mucho más que capturar carbono
Otro aspecto interesante es que el sistema no solo inmoviliza carbono.
Durante el proceso también produce hidrógeno de alta pureza, un vector energético con aplicaciones industriales, químicas y de movilidad pesada cuando se obtiene con electricidad de bajas emisiones.
Además, genera hidróxido de magnesio (Mg(OH)₂), un compuesto utilizado en tratamientos de aguas, materiales ignífugos, neutralización de ácidos y diferentes aplicaciones industriales. La obtención simultánea de estos productos podría mejorar la rentabilidad económica de futuras instalaciones y compensar parte de los costes operativos.
Cada tonelada de carbono eliminada resulta mucho más atractiva cuando el proceso genera materiales con valor añadido. Ahí está buena parte del interés de esta investigación.
Una tecnología pensada para crecer
Uno de los puntos fuertes del diseño desarrollado por KAIST es su carácter modular.
Los módulos pueden fabricarse de forma compacta e instalarse en barcos, plataformas marinas, puertos, plantas desalinizadoras o instalaciones industriales costeras, aprovechando infraestructuras que ya trabajan diariamente con grandes volúmenes de agua de mar.
Esta flexibilidad podría facilitar su despliegue progresivo sin necesidad de construir enormes plantas desde cero. Además, la integración con instalaciones alimentadas mediante energía eólica marina o energía solar permitiría reducir todavía más la huella de carbono del proceso.
En distintos países ya se están explorando soluciones similares para aumentar la capacidad natural del océano como sumidero de carbono, aunque muchas continúan en fase experimental. La mineralización permanente representa una de las estrategias que mayor interés despierta porque reduce significativamente el riesgo de que el carbono vuelva a liberarse décadas después.
Potencial
La descarbonización mundial necesitará combinar múltiples soluciones. No existe una tecnología capaz de resolver el problema por sí sola. Reducir emisiones seguirá siendo la prioridad absoluta, aunque eliminar parte del carbono ya presente en la atmósfera será cada vez más importante para alcanzar los objetivos climáticos internacionales.
El sistema desarrollado por KAIST abre una vía especialmente interesante porque aprovecha procesos naturales del océano, mejora la eficiencia energética respecto a propuestas anteriores y genera productos útiles como hidrógeno e hidróxido de magnesio, capaces de aportar valor económico al proceso.
Si futuras investigaciones confirman su viabilidad a gran escala y su seguridad ambiental, esta tecnología podría integrarse en puertos, desalinizadoras, plataformas marinas o instalaciones costeras alimentadas con energías renovables, contribuyendo a retirar carbono de forma permanente mientras impulsa nuevas cadenas industriales bajas en emisiones.
No sustituirá a la reducción del uso de combustibles fósiles. Tampoco pretende hacerlo. Pero puede convertirse en una herramienta más, y de las que empiezan a parecer realmente prometedoras, dentro del amplio conjunto de soluciones necesarias para avanzar hacia una economía climáticamente neutra.
Más información: A Compact Hollow Fiber Electrode Assembly Architecture for Continuous Electrochemical Marine Carbon Dioxide Removal, DOI: https://doi.org/10.1002/aenm.71205
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