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TIANJIN, China, 14 de octubre de 2026
TIANJIN, China, 14 de octubre de 2026 /PRNewswire/ — Un equipo de investigación de la Universidad de Tianjin ha desarrollado un nuevo tipo de membrana de matriz mixta totalmente orgánica que podría ofrecer un enfoque más eficiente y escalable para la captura de carbono, al combinar un alto rendimiento de separación con estabilidad a largo plazo y capacidad de procesamiento a gran escala.
El estudio se publicó en línea en Nature Energy el 7 de octubre bajo el título «Membranas de matriz mixta totalmente orgánicas con marcos orgánicos covalentes monocristalinos para la captura de carbono».
La separación por membranas ha despertado un interés creciente para la captura de carbono debido a sus ventajas potenciales en cuanto a eficiencia energética y rendimiento ambiental. Sin embargo, separar el CO2 de los gases de combustión industriales sigue planteando desafíos, ya que se requieren membranas capaces de transportar el CO2 rápidamente, separar eficazmente otros gases y mantener un rendimiento estable a lo largo del tiempo.
Las membranas de matriz mixta combinan la procesabilidad de los polímeros con las eficientes propiedades de transporte molecular de los rellenos porosos; sin embargo, su desarrollo se ha visto limitado durante mucho tiempo por problemas de compatibilidad entre ambos componentes. Las partículas porosas pueden aglomerarse o sedimentar dentro de los polímeros, mientras que unas interacciones excesivamente fuertes entre el relleno y el polímero pueden restringir el movimiento de este último u obstruir las vías de transporte.
Para abordar el problema, el equipo de la Universidad de Tianjin, dirigido por los profesores Jiang Zhongyi y He Guangwei, propuso una estrategia de «incrustación mediante interacciones débiles». En lugar de limitarse a reforzar las interacciones entre la carga y el polímero, los investigadores equilibraron las interacciones entre la carga y el polímero con aquellas que se producen entre las propias partículas de carga.
Utilizando marcos orgánicos covalentes (COF) monocristalinos como cargas porosas, el equipo logró una incorporación uniforme y con una alta carga dentro de una matriz polimérica. La membrana resultante conservó la flexibilidad y la procesabilidad en disolución del polímero, mientras que los poros ordenados de los cristales de COF proporcionaron vías eficientes para el transporte de CO2.
Las pruebas realizadas con gases de combustión simulados mostraron un aumento de un orden de magnitud en la permeabilidad al CO2, estableciendo un nuevo récord. Asimismo, demostraron una gran estabilidad a largo plazo, manteniendo un rendimiento constante durante periodos de operación prolongados y bajo condiciones que incluían vapor de agua, óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno.
Un análisis técnico-económico preliminar estimó un coste de captura de carbono de unos 38 dólares estadounidenses por tonelada de CO2, bajo los supuestos utilizados en el estudio.
Los investigadores señalaron que este trabajo podría abrir una nueva vía para las separaciones moleculares mediante membranas de matriz mixta y respaldar futuras aplicaciones en la captura de carbono en los sectores de generación de energía y producción de cemento y acero.
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