Investigadors del Laboratori d’Enginyeria Química i Ambiental (Lequia) i del grup de recerca d’Ecologia Microbiana Molecular (gEMM) de la Universitat de Girona (UdG) han desenvolupat un aparell per capturar diòxid de carboni (CO2) de recintes tancats i transformar-lo en metà (CH4). El sistema està integrat per dues unitats. La primera, el “micro-concentrador de CO2”, captura l’aire i produeix dues corrents: una d’aire net i una altra amb un alt contingut en diòxid de carboni. La segona unitat, el “bio-electrogenerador de metà”, transforma el CO2 en metà per mitjà d’un sistema bioelectroquímic.

Amb aquest avenç s’aconsegueixen dos objectius. El primer és la millora de la qualitat de l’aire d’espais tancats. Els experts recomanen que el contingut de diòxid de carboni a l’aire no superi les 1.000 parts per milió. Per sobre d’aquest valor, les persones poden experimentar manca de concentració, baix rendiment cognitiu, maldecaps o fatiga, entre altres efectes adversos. En aquest sentit, el “microconcentrador de CO2” pot ajudar a mantenir els nivells òptims de diòxid de carboni per la salut en espais molt concorreguts i amb poca ventilació com, per exemple, oficines, aules d’estudi o transport públic.

El segon objectiu està alineat amb la necessitat de substituir els combustibles fòssils i de reduir les emissions de gasos d’efecte hivernacle. Amb el “bio-electrogenerador de metà” s’aconsegueix transformar el diòxid de carboni capturat en un recurs renovable –el biogàs– que es pot utilitzar com a biocombustible per transport o bé en sistemes de calefacció en edificis.  En els experiments realitzats als laboratoris de la UdG, en un dia es va obtenir una mitjana de 13,3 litres de biometà per m2 de superfície de cel·la bioelectroquímica, amb un contingut residual de diòxid de carboni de només 0,5%.

Una tecnologia a escala petita per sistemes descentralitzats

Els grups Lequia i gEMM ja havien investigat prèviament l’electro-bioconversió del diòxid en carboni en metà, però sempre aplicada a gran escala –concretament, a les emissions de diòxid de carboni d’una depuradora d’aigües residuals. L’avantatge d’emprar microorganismes com a catalitzadors en lloc de compostos químics és la no generació de residus, un baix consum energètic i la tolerància a fluxos discontinus de corrent propis de sistemes descentralitzats amb fonts d’energia renovable. Tanmateix, tot i aquests avantatges i els bons resultats obtinguts al laboratori, els investigadors sempre topaven amb les dificultats pròpies de l’escalatge del procés bioelectroquímic: quan la mida del reactor augmenta, l’eficiència disminueix.

D’aquí va sorgir la idea de treballar a una escala més petita i d’acoblar el reactor a una unitat de captura de diòxid de carboni d’ambients interiors. Una proposta que va ser finançada pel programa “proyectos estratégicos orientados a la transición ecológica y digital” del Ministeri de Ciència i Innovació a través del projecte deCENT. Els resultats han estat publicats en un article a la revista Chemical Engineering Journal. En la darrera secció, els autors avaluen de manera preliminar la viabilitat d’instal·lar l’aparell en tres escenaris diferents: edificis amb sistemes descentralitzats de generació d’energia; espais tancats molt concorreguts, com el transport públic (metro); i petites agroindústries generadores de corrents concentrats de CO2 (cellers). Una anàlisi que esperona a continuar treballant perquè l’aparell del projecte deCENT s’arribi a comercialitzar.

Publicació: S. Bolognesi, L.R. López, E. Perona-Vico, L. Bañeras, M.D. Balaguer, S. Puig, Breathe inside the box: optimizing conditions for bioelectrochemical methane production to indoor carbon dioxide valorization and enhance air quality, Chemical Engineering Journal 522 (2025) 167426. https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.167426