Carbón activado mediante activación química con ácido fosfórico a partir de la cascarilla de cacao para la captura de CO2

Abstract

La liberación de CO2 en la atmósfera, para satisfacer necesidades energéticas en aplicaciones fijas y móviles, genera gran preocupación debido al impacto que éste ocasiona, ya que es el componente mayoritario de los gases de efecto invernadero, que contribuyen al incremento del calentamiento global y el cambio climático; por lo tanto, se requiere estudiar metodologías para disminuir su impacto. Ante esta problemática se sugiere el desarrollo de un material carbonoso con alta área superficial en que predominen los microporos, mediante la activación química con H3PO4 de la cascarilla de cacao, residuo agroindustrial que no ha sido estudiada como precursor de carbones activados para esta aplicación. Para desarrollar este material se utilizó un diseño factorial 33-1 empleando como variables la relación agente activante a precursor (1:1, 1:1,75 y 1:2,5), la concentración de agente activante en la impregnación (25, 55 y 85%p/v) y la temperatura de carbonización (400 y 600°C); la variable de respuesta fue el índice de yodo, a partir del cual se eligieron las mejores muestras para realizar análisis textural mediante isotermas de adsorción de N2 a 77 K y adsorción de CO2 de 1 a 10 bar a 35°C; además, los materiales fueron caracterizados mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), análisis elemental y análisis próximo. La mayor adsorción de CO2 a 10 bar fue de 4,9 mmol/g, con la muestra obtenida con relación agente a precursor 1:1, concentración de agente activante de 85%p/v y temperatura de carbonización de 600°C, esta muestra presentó el mayor contenido de microporos (0,22 cm3/g) y una superficie específica elevada (960 m2/g), indicando que a la temperatura de carbonización de 600 °C, la concentración de H3PO4 en la impregnación, es la variable que más influye en propiciar microporosidad en los carbones activados y en favorecer su capacidad de adsorción de CO2.