Las plantas no tienen comparación en su capacidad para capturar CO2 del aire, pero este beneficio es temporal, ya que los cultivos sobrantes liberan carbono a la atmósfera, principalmente a través de la descomposición. Los investigadores han propuesto un destino más permanente, e incluso útil, para este carbono capturado al convertir las plantas en un valioso material industrial llamado carburo de silicio (SiC), lo que ofrece una estrategia para convertir un gas de efecto invernadero atmosférico en un material económico e industrialmente valioso.

En un nuevo estudio, publicado en la revista RSC Advances, los científicos de Salk transformaron el tabaco y las hojas de maíz en SiC y cuantificaron el proceso con más detalle que nunca. Estos hallazgos son cruciales para ayudar a los investigadores, como los miembros de la Iniciativa de Aprovechamiento de Plantas de Salk, a evaluar y cuantificar las estrategias de secuestro de carbono para mitigar potencialmente el cambio climático a medida que los niveles de CO2 continúan aumentando a niveles sin precedentes.

“El estudio ofrece una explicación muy cuidadosa de cómo se produce esta valiosa sustancia y cuántos átomos de carbono se han extraído de la atmósfera. Y con ese número, puede comenzar a extrapolar qué papel podrían desempeñar las plantas en la mitigación de los gases de efecto invernadero y al mismo tiempo convertir un subproducto industrial, el CO2, en materiales valiosos mediante el uso de sistemas naturales como la fotosíntesis”, dice el coautor correspondiente y profesor de Salk, Joseph Noel.

El SiC, también conocido como carborundo, es un material ultraduro utilizado en cerámica, papel de lija, semiconductores y LED. El equipo de Salk utilizó un método informado anteriormente para transformar material vegetal en SiC en tres etapas contando los carbonos en cada paso: primero, los investigadores cultivaron tabaco, elegido para su corta temporada de crecimiento, a partir de semillas. Luego congelaron y molieron las plantas cosechadas en polvo y las trataron con varios productos químicos, incluido un compuesto que contiene silicio. En la tercera y última etapa, las plantas en polvo fueron petrificadas (convertidas en una sustancia pedregosa) para producir SiC, un proceso que implica calentar el material hasta 1600 ° C.

“La parte gratificante fue que pudimos demostrar cuánto carbono se puede secuestrar de los productos de desecho agrícolas como la cáscara de maíz mientras producimos un material verde valioso que normalmente se produce a partir de combustibles fósiles”, dice la primera autora Suzanne Thomas, investigadora del personal de Salk.

A través del análisis elemental de los polvos de las plantas, los autores midieron un aumento de 50.000 veces en el carbono secuestrado de la semilla a la planta cultivada en laboratorio, lo que demuestra la eficiencia de las plantas para reducir el carbono atmosférico. Al calentarse a altas temperaturas para la petrificación, el material vegetal pierde algo de carbono como una variedad de productos de descomposición, pero finalmente retiene alrededor del 14% del carbono capturado por la planta.

Los investigadores calcularon que el proceso para producir 1,8 g de SiC requería alrededor de 177 kWh de energía, y la mayor parte de esa energía (70 por ciento) se usaba para el horno en la etapa de petrificación. Los autores señalan que los procesos de fabricación actuales de SiC conllevan costes energéticos comparables. Entonces, si bien la energía de producción requerida significa que el proceso de planta a SiC no es neutro en carbono, el equipo sugiere que las nuevas tecnologías creadas por compañías de energía renovable podrían reducir los costos de energía.

“Este es un paso hacia la fabricación de SiC en un enfoque ambientalmente responsable”, dice el coautor corresponsal y científico de Salk, James La Clair.

A continuación, el equipo espera explorar este proceso con una variedad más amplia de plantas, en particular plantas como la cola de caballo o el bambú, que contienen de forma natural grandes cantidades de silicio.

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