El equipo del profesor Wang Tao, del Laboratorio Clave Estatal de Utilización Limpia de Energía y el Departamento de Química de la Universidad de Zhejiang, publicó recientemente un estudio en la revista Chemical Engineering Journal en el que propone una tecnología de pretratamiento con activación hidrotermal para mejorar la eficiencia de secuestro de CO₂ en la escoria de magnesio. Esta tecnología acelera la tasa de reacción de carbonización de la escoria de magnesio en 1 a 2 órdenes de magnitud. En condiciones óptimas, la tasa de absorción de CO₂ aumenta en un 38,3% en comparación con la carbonización directa, y cada tonelada de escoria de magnesio puede secuestrar 146,7 kg de CO₂, con una huella neta de carbono negativa a lo largo del ciclo de vida de -134,15 kg de CO₂ equivalente por tonelada de escoria.
La escoria de magnesio es un residuo sólido industrial alcalino generado durante la producción de magnesio metálico. Por cada tonelada de magnesio metálico producida, se generan entre 4,8 y 5,5 toneladas de escoria de magnesio. En 2024, la producción de escoria de magnesio en China alcanzó entre 4,9 y 5,7 millones de toneladas, con un stock acumulado histórico de más de 60 millones de toneladas, y una tasa de utilización integral inferior al 20%. La escoria de magnesio es rica en minerales de calcio y silicio, pero las tecnologías tradicionales de carbonización enfrentan cuellos de botella clave, como la obstrucción de la transferencia de masa por una capa de producto densa y el aumento de la competencia de humedad entre la hidratación y la carbonización debido al incremento de temperatura.
El equipo de investigación utilizó escoria de reducción del proceso Pidgeon para la producción de magnesio como materia prima y descubrió que, durante la carbonización directa, cuando la temperatura supera los 40°C, la reacción de hidratación domina y consume el medio acuoso, lo que deteriora la eficiencia de carbonización. El proceso de pretratamiento con activación hidrotermal logra desacoplar con éxito la contradicción de temperatura entre la hidratación y la carbonización mediante un doble mecanismo: generar sitios de reacción a partir de productos de hidratación altamente activos y optimizar la estructura de poros para aliviar la obstrucción de la transferencia de masa. Los experimentos determinaron que la activación a 60°C durante 12 horas es la condición óptima.
El estudio también descubrió un efecto umbral en la activación hidrotermal: una activación moderada permite una carbonización profunda, mientras que una activación excesiva provoca la acumulación de productos de hidratación que cubren los sitios activos y bloquean los canales de transferencia de masa. La evaluación del ciclo de vida completo muestra que, si el proceso se acopla con calor residual industrial o electricidad verde, se pueden reducir aún más las emisiones de carbono.
