Cada taza de café que bebes podría purificar el aire pronto. Investigadores de la Universidad de Sharjah han desarrollado una tecnología patentada que transforma los posos de café y las botellas de plástico usadas en un material de carbono avanzado capaz de capturar el dióxido de carbono (CO₂) antes de que entre en la atmósfera.

El dióxido de carbono es un importante factor del calentamiento global, y las emisiones de fábricas, vehículos y la generación de electricidad están agravando la crisis climática. Los métodos tradicionales de captura de carbono suelen depender de materiales de alto coste o procesos de alto consumo energético. Sin embargo, esta nueva tecnología no es la misma, ya que logra lo contrario al utilizar abundantes residuos y una producción de bajo consumo energético para crear un adsorbente de carbono de alto rendimiento.

A nivel mundial, se desperdician más de 8 millones de toneladas de posos de café usados ​​cada año, liberando metano y otros gases de efecto invernadero al descomponerse en vertederos. El tereftalato de polietileno (PET), el plástico utilizado en envases de alimentos y botellas de agua, también agrava el creciente problema de los residuos a nivel mundial. El proceso desarrollado por el grupo de Sharjah da una segunda vida a ambos materiales.

Al combinar el PET y los posos de café con hidróxido de potasio (KOH), los científicos crearon una materia prima que, al calentarse a temperaturas inferiores a 700 °C, produce carbón activado, una sustancia altamente porosa con gran afinidad por las moléculas de CO₂. El proceso no solo captura las emisiones nocivas, sino que también evita que toneladas de residuos acaben en los vertederos.

"Lo que comienza con un vaso de café de Starbucks y una botella de agua de plástico vacía puede convertirse en una herramienta poderosa en la lucha contra el cambio climático", afirmó el Dr. Haif Aljomard, el inventor principal de la tecnología recientemente patentada.

Utiliza copirólisis, un proceso térmico que descompone materiales plásticos y orgánicos a temperaturas relativamente bajas. Los procesos tradicionales para producir carbón activado suelen funcionar a temperaturas superiores a 800 °C e implican tiempos de reacción prolongados. En comparación, el sistema opera a 600 °C, una temperatura mucho más baja y energéticamente más eficiente.

La clave reside en la sinergia entre la estructura lignocelulósica del café y la estructura principal del polímero PET. Al mezclarse en las proporciones adecuadas (normalmente entre 1:3 y 3:1), los materiales mejoran su porosidad mutua, lo que resulta en un carbón activado con una superficie significativamente mayor. Esto lo hace mucho más eficaz para atrapar CO₂ que los materiales existentes.

El carbón activado generado es capaz de absorber más de 8 milimoles de CO₂ por gramo a temperatura y presión estándar, superando el rendimiento de la mayoría de los materiales de captura existentes. Estas propiedades lo convierten en un candidato ideal para la captura industrial de carbono a gran escala, especialmente donde la sostenibilidad y el coste son factores importantes, según el equipo.

El profesor Chaouki Ghenai, coinventor y experto en energías sostenibles y renovables, afirmó que la novedad reside en la economía circular en acción. «Transformar los posos de café y el plástico en carbón activado de alta calidad tiene un valor económico, social y ambiental», afirmó. «Mediante la carbonización y la activación química, evitamos el vertido de estos residuos y protegemos el medio ambiente de sus efectos negativos».

Al transformar los desechos en un preciado producto industrial, la tecnología cierra dos ciclos de desechos (orgánicos y plásticos) y al mismo tiempo aborda uno de los mayores desafíos del mundo: reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Aunque la patente aborda la captura de CO₂, el material en sí tiene aplicaciones mucho más amplias. Su estabilidad química y su gran superficie lo hacen ideal para su aplicación en numerosas industrias, desde la energía limpia hasta la purificación de agua.

El profesor Ghenai explicó que el carbón activado puede utilizarse para la eliminación de impurezas en sistemas de agua potable, el tratamiento de aguas residuales y la filtración de gases de escape industriales. Sus aplicaciones abarcan desde la purificación de gases, la remediación de aguas subterráneas, la purificación del aire y los gases de escape, hasta el procesamiento de alimentos . «Este invento puede ayudar a las industrias a reducir las emisiones, purificar el aire y reciclar residuos, todo en un solo proceso», añadió.

La tecnología también podría encontrar aplicación en el tratamiento de gases de combustión en plantas de energía, la recuperación de solventes y la producción química, proporcionando una tecnología versátil que puede contribuir a los objetivos globales de sostenibilidad.