El CO₂­­ o dióxido de carbono es un gas incoloro, inodoro, soluble en agua y no inflamable, formado por un átomo de carbono unido por enlaces covalentes a dos átomos de oxígeno. Se trata de un gas indispensable para la vida tal y como la conocemos, ya que está presente en la mayoría de los compuestos orgánicos que utilizamos a diario, como el gas natural o el petróleo, también está presente en el aire que exhalamos los seres vivos aerobios, y es totalmente imprescindible para que las plantas y bacterias puedan realizar la fotosíntesis o sus procesos de obtención de energía.

Hay muchas razones que convierten al CO₂ en una molécula de interés, ya que es un gas abundante, barato y no tóxico. Además, su transformación en otros productos permite reducir el efecto invernadero, creando así un futuro más sostenible a través de su utilización como fuente renovable de carbono.

Esto puede llegar a ser posible mediante la captura del CO₂, donde el CO₂ emitido en la atmósfera será capturado, almacenado, transportado y reutilizado como fuente de carbono para generar nuevos productos.

La captura del CO₂ todavía se presenta como un reto, debido principalmente al alto coste que lleva asociado el proceso. Depende, en gran medida, de la fuente de la que procede la emisión del gas, teniendo en cuenta que la mayoría de las emisiones de CO₂ a la atmósfera provienen de fuentes muy diluidas, razón por la que el coste se ve incrementado.

Actualmente, los métodos de captura existentes se diferencian en, métodos de captura pre-combustión, post-combustión y oxicombustión.

En los métodos pre-combustión, el combustible primario se debe transformar en gas por calentamiento con vapor y aire u oxígeno. Tras esta transformación, el gas formado está compuesto principalmente por H₂ y CO₂. Estos pueden ser fácilmente separados y reutilizados en procesos industriales diferentes, ya que el H₂ puede utilizarse en procesos de energía o calefacción.

En los sistemas post-combustión, el CO₂ se captura de los gases provenientes de la combustión del carburante. La captura se hace mediante inyección de los gases de combustión en un líquido sorbente específico únicamente para el CO₂. El resultado es un CO₂ casi puro, el cual se puede liberar del sorbente por calentamiento o por cambio de presiones.

Por último, en la oxicombustión, el combustible también tiene que ser quemado, pero esta vez se hace utilizando una corriente de oxígeno en lugar de aire. El gas resultante está compuesto, principalmente, de vapor de agua y CO₂. Aplicando procesos de enfriamiento o comprimiendo el gas, es posible separar el vapor de agua del CO₂.

Por otra parte, se están desarrollando nuevos métodos de captura como, por ejemplo, la utilización de materiales sorbentes sólidos, como son algunos tipos de MOFs. Estos consiguen tener una gran eficiencia y selectividad de absorción de CO₂ en corrientes donde este se encuentra muy diluido, llegando a ser efectivos hasta en corrientes donde la concentración del gas no supera el 1-2%.

Otro método en desarrollo es la posibilidad de utilizar sorbentes líquidos tradicionales, los cuales presentan la ventaja de ser en su gran mayoría baratos. Generalmente, se trata de sorbentes basados en litio, en sodio, potasio o aminas. Ofrecen una gran capacidad de captura incluso a concentraciones bajas, pudiendo trabajar con ellos en rangos de temperatura amplios, pero con la desventaja de que, tras un uso prolongado, pierden su capacidad de absorción.

También se baraja la posibilidad de trabajar con sistemas híbridos, donde se realiza una primera etapa de preconcentración del gas utilizando una de las nuevas técnicas en desarrollo, para posteriormente, realizar el proceso convencional, pero con una corriente mucho más concentrada en CO₂.

Pero ¿qué se puede hacer con este CO₂ capturado? Se estima que hay alrededor de 30 instalaciones operativas que realizan esta operación, consiguiendo capturar en torno a 40 millones de toneladas anuales. Este hecho hace que sea posible utilizar el CO₂ como materia prima, impulsando así la descarbonización de sectores como, por ejemplo, el del cemento, acero o petroquímico.

La Agencia Internacional de la Energía (IEA), define al CO₂ como ``un bien muy valioso´´ por sus múltiples aplicaciones industriales. Algunos de los usos en los que se puede emplear el CO₂ como materia prima son los siguientes:

• Combustible sintético: A partir de CO₂ capturado y de H₂ verde, es posible fabricar combustibles sintéticos que son cero emisiones netas. Estos combustibles se pueden utilizar en los motores de los coches actuales. Esto se plantea como una alternativa clave para descarbonizar el transporte, en especial, los vehículos diseñados para realizar largos desplazamientos, como podrían ser los barcos, aviones o camiones.

• Materiales de construcción: Haciendo reaccionar el CO₂ con minerales como el calcio o el magnesio, es posible reemplazar el agua del proceso de fabricación de materiales de construcción como el hormigón.

Otra posibilidad es hacer reaccionar el gas con cenizas procedentes de la incineración de residuos sólidos urbanos, lo que da lugar a la formación de materiales áridos. Estos materiales son una materia prima clave en la fabricación de materiales de construcción.

• Conservación de alimentos: Se utiliza de forma habitual en el envasado de alimentos para poder controlar el proceso de descomposición, prolongando su vida útil y conservando sus propiedades.

• Producción de metanol: El metanol es un compuesto presente en numerosos productos de la vida cotidiana como, por ejemplo, adhesivos, tintes o anticongelantes. Se ha demostrado que es posible obtenerlo utilizando CO₂ y H₂ verde, lo que supone una vía mucho más sostenible para la producción de múltiples productos.

• Extinción de incendios: Debido a las propiedades del CO₂ de no reaccionar químicamente con otras sustancias y además de no ser combustible, es posible almacenarlo en extintores para apagar algunos tipos de fuegos.

• Obtención de aspirinas: Es posible obtener ácido salicílico cuando se hace reaccionar el fenóxido sódico con el CO₂ en condiciones adecuadas. Este ácido es precursor de la obtención de la aspirina.

Estos son algunos de los ejemplos de los usos que se puede hacer el CO₂ capturado, pero no son los únicos, ya que también se puede emplear en otro tipo de aplicaciones como la obtención de bebidas carbonatadas, la obtención de algunos polímeros o incluso, el crecimiento de plantas en invernaderos.

Como se puede observar, el CO₂ está presente de forma continua en nuestra vida cotidiana, y las aplicaciones en las que se emplea son múltiples. Gracias a los nuevos métodos de captura es posible, además de revalorizarlo y darle un segundo uso como materia prima, reducir la concentración de este en la atmósfera, lo que conlleva una disminución importante de una de las principales causas del calentamiento global.