Avances recientes en materiales basados en carbono para la captura y utilización de CO2

Las tecnologías de captura y utilización de CO2 (CCU) han sido reconocidas como estrategias cruciales para mitigar el calentamiento global, reducir las emisiones de carbono y promover la circularidad de los recursos. Como tal, el diseño y desarrollo de materiales relacionados han atraído una considerable atención de investigación. Los materiales basados en carbono, caracterizados por estructuras de poros ajustables, abundantes sitios activos, alta área de superficie específica y excelente estabilidad química, demuestran un potencial significativo para aplicaciones en la captura y utilización de CO2. Esta revisión analiza sistemáticamente los comportamientos de adsorción y las variaciones de rendimiento de materiales de carbono típicos, incluyendo carbón activado, carbono poroso, grafeno y nanotubos de carbono durante los procesos de captura de CO2. En lo que respecta a la utilización de CO2, se hace hincapié en los avances recientes en las aplicaciones catalíticas de materiales basados en carbono en reacciones clave como la metanación, el cambio de agua-gas en reversa, la reforma seca de metano y la síntesis de alcohol. Además, se evalúan a fondo los beneficios y desventajas de los materiales de carbono en términos de capacidad de adsorción de CO2, actividad catalítica y estabilidad, y se discuten sus posibles aplicaciones en tecnologías integradas de captura y utilización de CO2. Finalmente, se elucidan estrategias clave para mejorar el rendimiento de los materiales carbonosos a través de la modulación estructural y la modificación de la superficie. Esta revisión tiene como objetivo proporcionar una guía teórica para el desarrollo futuro y la implementación a gran escala de materiales basados en carbono en tecnologías CCU.