Al mundo le preocupan los informes de metano en erupción desde el fondo del Océano Ártico, pero hasta ahora las cantidades son considerablemente más pequeñas que las que se liberan de nuestros propios vertederos y desechos. Algo de esto se captura y se quema para obtener electricidad limpia, pero ahora el maravilloso material de grafeno puede estar a punto de difundirse mucho más.
El metano es producido por bacterias anaerobias, que descomponen el material orgánico en ausencia de oxígeno. Las plantas de tratamiento de aguas residuales de nuestras principales ciudades proporcionan un entorno perfecto, produciendo alrededor de 25 millones de toneladas cada año.
Capturar y quemar este metano evita que llegue a la atmósfera, donde es un gas de efecto invernadero mucho más poderoso que el dióxido de carbono. Si se utiliza la energía generada, desplaza los combustibles fósiles. Sin embargo, el llamado biogás recogido de las instalaciones de residuos generalmente contiene impurezas, especialmente dióxido de carbono, que dificultan su uso.
El Dr. Rakesh Joshi, de la Universidad de Nueva Gales del Sur, ha demostrado que las membranas de grafeno pueden separar el metano de otros gases de manera más efectiva que los sistemas existentes, lo que potencialmente hace que la recolección y la quema de metano sea viable donde actualmente no lo es.
Irónicamente, Joshi no comenzó a trabajar con metano. En cambio, estaba tratando de usar grafeno, capas individuales de carbono en una red hexagonal, para ayudar a Sydney Water a mejorar su proceso de purificación de agua con el fin de eliminar el material orgánico de sus aguas residuales y hacerlo potable.
Joshi ha demostrado la capacidad del grafeno para eliminar el 99 por ciento de las impurezas que dejaron otras técnicas de procesamiento de agua. En el proceso, Joshi se dio cuenta de que Sydney Water también estaba filtrando su biogás para alimentar sus propias operaciones y se preguntó si el grafeno podría hacer un mejor trabajo ajustando el tamaño de los agujeros en la estructura de panal del grafeno. No solo confirmó esto, sino que le dijo a IFLScience que las membranas de grafeno son más baratas de fabricar que las opciones existentes.
“Un “material maravilloso” comprobado: las láminas delgadas de grafeno podrían usarse como filtros económicos en el tratamiento del agua y conducir al transporte público alimentado con metano, entre otras cosas.
Aunque produce dióxido de carbono cuando se quema, el metano de las aguas residuales en última instancia proviene de la descomposición de plantas que extraen cantidades iguales de carbono de la atmósfera, lo que lo convierte en una fuente de energía neutral para el invernadero que puede equilibrar las redes de electricidad renovables durante los períodos de bajo sol y viento.
Hasta ahora, la efectividad de la técnica solo se ha demostrado a escala de laboratorio, pero el Dr. Heri Bustamante de Sydney Water tiene la esperanza: “el uso de grafeno permitirá una mayor captura de metano para ampliar los usos potenciales más allá de los requisitos de Sydney Water. La producción de metano para alimentar autobuses podría ser un posible uso futuro, por ejemplo”, dijo en un comunicado.
Los inventores están pensando aún más. Joshi le dijo a IFLScience que la idea de capturar gas producido por humedales naturales y separar el metano “también es una meta para el futuro”.
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