El estudio investigó un proceso clave de la extracción de CO₂ del agua de mar mediante electrodiálisis con membranas bipolares (BP-ED): la acidificación del agua de mar. Esta investigación examinó cómo la temperatura, el tipo de membrana, la densidad de corriente, el consumo energético y la cinética afectan este proceso.
Se seleccionaron tres temperaturas de agua de mar (12, 23 y 33 °C) para representar diversos escenarios geográficos y se compararon membranas bipolares (BPM) e intercambiadoras de iones (IEM) tanto homogéneas como heterogéneas.
Resultados Clave
Variables Críticas: Las variables que más afectan la eficiencia son la temperatura y el tipo de membrana. Independientemente del tipo de membrana, las temperaturas más altas provocaron aumentos significativos en la densidad de corriente y una cinética de acidificación más rápida.
Eficiencia de Membranas: Se determinó que las membranas bipolares homogéneas pueden ser altamente beneficiosas para el proceso. Aunque las BPM tuvieron una resistencia de 20 a 57 veces superior a las IEM, demostraron un efecto dominante en los perfiles de densidad de corriente.
Optimización del pH: Fijar como objetivo un pH de 5 en lugar de 4 resultó en una cinética entre un 9.1% y 4.2% más rápida, con un consumo específico de energía (SEC) ligeramente inferior (1.2–3.4%).
Impacto y Publicación
El principal objetivo de este trabajo es proporcionar una visión profunda para el diseño futuro de membranas y optimizar el método BP-ED como una estrategia para mitigar el cambio climático mediante la captura de carbono oceánico.
Este artículo científico fue publicado en la revista ‘ACS Sustainable Resource Management’ (Volume 2 - Issue 6, 2025).
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Autores e Instituciones:
ESPOL (Ecuador): Priscila Valverde, Ph.D.; Leonardo Gutiérrez, Ph.D.; Jonathan Mendez, Ph.D.(c).
Ghent University (Bélgica): Francis Kotoka, Maarten Bossuyt, Emile Cornelissen, Afroditi Kourou, Yi Ouyang y Kevin Van Geem.
FujiFilm Europe B.V. (Países Bajos): Abdulsalam Alhadidi.
Esta investigación destaca que la sinergia entre las condiciones operativas y los materiales avanzados es crucial para hacer realidad la captura de carbono en el océano. Al demostrar que las membranas bipolares homogéneas y las temperaturas elevadas aumentan significativamente la eficiencia de la acidificación del agua de mar, este estudio proporciona una hoja de ruta clara para reducir la huella energética de la extracción de CO₂. En última instancia, estos hallazgos representan un paso vital hacia el escalamiento de tecnologías sostenibles que puedan proteger eficazmente nuestros océanos y la atmósfera, cerrando la brecha entre la innovación académica y las soluciones climáticas industriales.
