Revisión de las principales tecnologías de captura de CO2 para los efluentes de sistemas de producción de energía

Descargas: 49

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.56845/terys.v4i1.485

Palabras clave:

captura de CO2, membranas, adsorción, absorción, cambio climático

Resumen

El desarrollo industrial ha incrementado significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero, provocando un aumento acelerado en la temperatura global y agravando el problema del calentamiento global. Para enfrentar esta crisis, es fundamental implementar estrategias efectivas, sostenibles y económicamente viables. Entre los gases responsables, el CO2 es el más relevante, lo que ha impulsado una intensa investigación en técnicas de captura para mitigar su impacto ambiental.  Este artículo presenta una revisión bibliográfica enfocada en analizar las principales ventajas y desafíos de tres tecnologías de captura de CO2: separación por membranas, absorción y adsorción. Los hallazgos indican que la absorción y la adsorción han sido ampliamente investigadas, con avances significativos en los últimos años. En particular, la absorción ha centrado sus esfuerzos en el desarrollo de nuevos materiales, como aminas y líquidos iónicos, con el objetivo de mejorar la eficiencia de captura y reducir el consumo energético. Por otro lado, la adsorción ha incorporado procesos como la radiación por microondas para optimizar su desempeño. Asimismo, la revisión reveló que las tecnologías de membrana y adsorción aún se encuentran en etapas piloto y de demostración, mientras que la absorción ya ha alcanzado una fase comercial, lo que explica su mayor implementación y uso.

Biografía del autor/a

Daniel Enrique Hernández-Hernández, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco

Estudiante de la carrera de Ingeniería Petroquímica 

Moisés Abraham Petriz-Prieto , Universidad Juárez Autónoma de Tabasco

Profesor Investigador en la División Académica Multidisciplinaria de Jalpa de Méndez 

Citas

Buvik, V., Bernhardsen, I. M., Figueiredo, R. V., Vevelstad, S. J., Goetheer, E., van Os, P., & Knuutila, H. K. (2021). Measurement and prediction of oxygen solubility in post-combustion CO2 capture solvents. International Journal of Greenhouse Gas Control, 104, 103205. https://doi.org/10.1016/J.IJGGC.2020.103205

Cantador-Fernández, D., Suescum-Morales, D., Esquivel, D., Jiménez, J. R., & Fernández-Rodriguez, J. M. (2023). CO2 adsorption by ethane periodic mesoporous organosilica at low temperatures and high pressure. Journal of Environmental Chemical Engineering, 11(5), 110582. https://doi.org/10.1016/J.JECE.2023.110582

Cheng, X., Liao, Y., Lei, Z., Li, J., Fan, X., & Xiao, X. (2023). Multi-scale design of MOF-based membrane separation for CO2/CH4 mixture via integration of molecular simulation, machine learning and process modeling and simulation. Journal of Membrane Science, 672, 121430. https://doi.org/10.1016/J.MEMSCI.2023.121430

D．F． Chuahy, F., Kincaid, K., & Nawaz, K. (2023). A thin-film modeling approach for analysis of carbon capture sorbent-based devices. Carbon Capture Science & Technology, 9, 100134. https://doi.org/10.1016/J.CCST.2023.100134

Dziejarski, B., Krzyżyńska, R., & Andersson, K. (2023). Current status of carbon capture, utilization, and storage technologies in the global economy: A survey of technical assessment. Fuel, 342, 127776. https://doi.org/10.1016/J.FUEL.2023.127776

Esther Puentes Quiroz Laura Andrea Velandia Charris, L., & Omar Andrés Benavides Prada, C. (2024). TECNOLOGÍAS PARA CAPTURA DE CO2 1 Revisión Sistemática de Tecnologías para Captura de CO2.

Favre, E. (2007). Carbon dioxide recovery from post-combustion processes: Can gas permeation membranes compete with absorption? Journal of Membrane Science, 294(1–2), 50–59. https://doi.org/10.1016/J.MEMSCI.2007.02.007

Gutierrez-Ortega, A., Montes-Morán, M. A., Parra, J. B., Sempere, J., Nomen, R., & Gonzalez-Olmos, R. (2022). Comparative study of binderless zeolites and carbon molecular sieves as adsorbents for CO2 capture processes. Journal of CO2 Utilization, 61, 102012. https://doi.org/10.1016/J.JCOU.2022.102012

Fu, L., Ren, Z., Si, W., Ma, Q., Huang, W., Liao, K., Huang, Z., Wang, Y., Li, J., & Xu, P. (2022). Research progress on CO2 capture and utilization technology. Journal of CO2 Utilization, 66, 102260. https://doi.org/10.1016/J.JCOU.2022.102260

Jasim, D. J., Mohammed, T. J., Harharah, H. N., Harharah, R. H., Amari, A., & Abid, M. F. (2023). Modeling and Optimal Operating Conditions of Hollow Fiber Membrane for CO2/CH4 Separation. Membranes, 13(6). https://doi.org/10.3390/membranes13060557

Lillia, S., Bonalumi, D., Grande, C., & Manzolini, G. (2018). A comprehensive modeling of the hybrid temperature electric swing adsorption process for CO2 capture. International Journal of Greenhouse Gas Control, 74, 155–173. https://doi.org/10.1016/J.IJGGC.2018.04.012

Luis, A., & Fuentes, L. (2007). Captura de CO2 en postcombustión: absorción.

Li, G., Kujawa, J., Knozowska, K., Kareiva, A., Favre, E., Castel, C., & Kujawski, W. (2024). The advancements in mixed matrix membranes containing functionalized MOFs and 2D materials for CO2/N2 separation and CO2/CH4 separation. Carbon Capture Science & Technology, 13, 100267. https://doi.org/10.1016/J.CCST.2024.100267

Li, G., Shen, X., Jiao, X., Xie, F., Hua, J., Lin, H., Yan, F., Wu, H., & Zhang, Z. (2024). Novel tri-solvent amines absorption for flue gas CO2 capture: Efficient absorption and regeneration with low energy consumption. Chemical Engineering Journal, 493, 152699. https://doi.org/10.1016/J.CEJ.2024.152699

Madden, D., & Curtin, T. (2016). Carbon dioxide capture with amino-functionalised zeolite-β: A temperature programmed desorption study under dry and humid conditions. Microporous and Mesoporous Materials, 228, 310–317. https://doi.org/10.1016/J.MICROMESO.2016.03.041

Mahenthiran, A. V., & Jawad, Z. A. (2021). A prospective concept on the fabrication of blend pes/peg/dmf/nmp mixed matrix membranes with functionalised carbon nanotubes for co2/n2 separation. In Membranes (Vol. 11, Issue 7). MDPI AG. https://doi.org/10.3390/membranes11070519

Mondal, M. K., Balsora, H. K., & Varshney, P. (2012). Progress and trends in CO2 capture/separation technologies: A review. Energy, 46(1), 431–441. https://doi.org/10.1016/J.ENERGY.2012.08.006

Mukherjee, A., Okolie, J. A., Abdelrasoul, A., Niu, C., & Dalai, A. K. (2019). Review of post-combustion carbon dioxide capture technologies using activated carbon. Journal of Environmental Sciences, 83, 46–63. https://doi.org/10.1016/J.JES.2019.03.014

Niu, Z., He, N., Yao, Y., Ma, A., Zhang, E., Cheng, L., Li, Y., & Lu, X. (2024). Mixed matrix membranes for gas separations: A review. Chemical Engineering Journal, 494, 152912. https://doi.org/10.1016/J.CEJ.2024.152912

Song, X., Yao, X., Zhang, F., Ang, E. H., Rong, S., Zhao, K., He, K., & Xiang, H. (2023). Nanofiber membrane coated with lithiophilic polydopamine for lithium metal batteries. Journal of Membrane Science, 685, 121951. https://doi.org/10.1016/J.MEMSCI.2023.121951

Tontiwachwuthikul, P., Idem, R., Gelowitz, D., Liang, Z. H., Supap, T., Chan, C. W., Sanpasertparnich, T., Saiwan, C., & Smithson, H. (2011). Recent progress and new development of post-combustion carbon-capture technology using reactive solvents. In Carbon Management (Vol. 2, Issue 3, pp. 261–263). https://doi.org/10.4155/cmt.11.20

Wohlthan, M., Thaler, B., Helf, A., Keller, F., Kaub, V., Span, R., Gräbner, M., & Pirker, G. (2024). Oxyfuel combustion based carbon capture onboard ships. International Journal of Greenhouse Gas Control, 137, 104234. https://doi.org/10.1016/J.IJGGC.2024.104234

Yan, M., Li, Y., Chen, G., Zhang, L., Mao, Y., & Ma, C. (2017). A novel flue gas pre-treatment system of post-combustion CO2 capture in coal-fired power plant. Chemical Engineering Research and Design, 128, 331–341. https://doi.org/10.1016/J.CHERD.2017.10.005

Yoro, K. O., Sekoai, P. T., Levy, J. K., & Yu, P. (2016). The Potential of CO2 Capture and Storage Technology in South Africa’s Coal-Fired Thermal Power Plants. Environments 2016, Vol. 3, Page 24, 3(3), 24. https://doi.org/10.3390/ENVIRONMENTS3030024

Younas, M., Sohail, M., Leong, L. K., Bashir, M. J., & Sumathi, S. (2016). Feasibility of CO2 adsorption by solid adsorbents: a review on low-temperature systems. International Journal of Environmental Science and Technology, 13(7), 1839–1860. https://doi.org/10.1007/s13762-016-1008-1

Descargas

Archivos adicionales

Publicado

2025-07-23

Cómo citar

Hernández-Hernández, D. E., Valdovinos-García, E. M., & Petriz-Prieto , M. A. (2025). Revisión de las principales tecnologías de captura de CO2 para los efluentes de sistemas de producción de energía. Tendencias En energías Renovables Y Sustentabilidad, 4(1), 98–104. https://doi.org/10.56845/terys.v4i1.485

Número

Vol. 4 Núm. 1 (2025)

Sección

Artículos de Divulgación Científica

Licencia

Derechos de autor 2025 Daniel Enrique Hernández-Hernández, Esveidi Montserrat Valdovinos-García, Moisés Abraham Petriz-Prieto

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.