Hallazgos revolucionarios en la absorción de CO₂ por materiales a base de cemento

MadridInvestigadores han descubierto que los materiales a base de cemento pueden ayudar a reducir el CO2 en la atmósfera. Estos materiales atrapan y almacenan CO2 a través de un proceso llamado carbonatación, que forma minerales estables. Aunque han realizado muchos estudios, los científicos aún no comprenden completamente cómo funciona este fenómeno. Esta investigación, publicada en The Journal of Physical Chemistry C, utilizó nuevos métodos para demostrar que los cambios estructurales y el movimiento del agua son importantes en el proceso de carbonatación.

Principales hallazgos del estudio incluyen:

• El papel del transporte de agua y los cambios estructurales relacionados con la carbonatación son fundamentales.
• El uso de resonancia magnética nuclear (RMN) de 29Si y relaxometría de 1H NMR ayuda a estudiar el transporte de agua en los hidratos de silicato de calcio (C-S-H).
• El proceso de carbonatación está influenciado por factores como la humedad relativa (HR) y las relaciones calcio-silicio (Ca/Si).

El equipo de investigación, liderado por el Profesor Asociado Takahiro Ohkubo de la Universidad de Chiba, creó C-S-H y las expuso a CO2 puro para acelerar la carbonatación. Esta técnica les permitió observar cambios que normalmente tomarían muchos años en suceder. Comprender estos cambios podría dar lugar a mejores materiales de construcción capaces de absorber grandes cantidades de CO2.

La investigación reveló que la proporción Ca/Si y los niveles de humedad influyen significativamente en el proceso de carbonatación. Bajos niveles de humedad y proporciones más altas de Ca/Si resultan en poros de menor tamaño, lo que puede disminuir la liberación de iones de calcio y agua de la estructura C-S-H. Esto hace que la carbonatación sea menos eficiente, por lo que es crucial ajustar estos factores para una mejor absorción de CO2.

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Este estudio es crucial porque analiza tanto los cambios estructurales como la transferencia de masa durante la carbonatación. Al abordar ambos aspectos, proporciona una comprensión más profunda del proceso, lo que podría contribuir a la creación de nuevos materiales para combatir el cambio climático.

Esta investigación tiene implicaciones más allá de los materiales de construcción. Las reacciones de carbonatación también ocurren en la naturaleza, lo que significa que este método podría ayudarnos a comprender mejor estos procesos naturales. Al destacar los roles de la estructura y los factores de transporte, este estudio podría llevar a nuevas soluciones para grandes problemas ambientales.

El nuevo entendimiento sobre cómo el cemento interactúa con el dióxido de carbono puede ayudar a crear sistemas de captura de carbono más eficientes. Esta investigación demuestra que el cemento podría jugar un papel crucial en la reducción del CO2 en la atmósfera. El uso de técnicas avanzadas como la resonancia magnética nuclear (NMR) para estudiar estas interacciones representa un gran avance en la ciencia de materiales y la ingeniería ambiental.