Dina 4 months ago
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Desarrollan ingenieros una forma de convertir las emisiones nocivas de CO2 combustible

Desarrollan ingenieros una forma de convertir las emisiones nocivas de CO2 combustible

Hacer catalizadores para convertir el dióxido de carbono residual en productos industriales útiles ha sido costoso y complicado, hasta ahora. Los ingenieros australianos han demostrado que es tan fácil como jugar con Lego.


Los ingenieros químicos de UNSW Sydney han desarrollado una nueva tecnología que ayuda a convertir las dañinas emisiones de dióxido de carbono en componentes químicos para fabricar productos industriales útiles como combustible y plásticos.


Y si se adopta a gran escala, el proceso podría dar al mundo un respiro mientras transita hacia una economía verde.


En un artículo publicado hoy en la revista Advanced Energy Materials, el Dr. Rahman Daiyan y la Dra. Emma Lovell de la Escuela de Ingeniería Química de la UNSW detallan una forma de crear nanopartículas que promueven la conversión de dióxido de carbono residual en componentes industriales útiles. 


Los investigadores, que llevaron a cabo su trabajo en el Laboratorio de Investigación de Partículas y Catálisis dirigido por la profesora de Ciencia Rose Amal, demuestran que al fabricar óxido de zinc a temperaturas muy altas utilizando una técnica llamada pirólisis por aspersión de llama (FSP), pueden crear nanopartículas que actúan como El catalizador para convertir el dióxido de carbono en "gas de síntesis", una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono utilizado en la fabricación de productos industriales. Los investigadores dicen que este método es más barato y más escalable a los requisitos de la industria pesada que lo que está disponible en la actualidad.

Llama abierta

"Utilizamos una llama abierta, que arde a 2000 grados, para crear nanopartículas de óxido de zinc que luego se pueden utilizar para convertir CO2, usando electricidad, en gas de síntesis", dice el Dr. Lovell.


“Syngas a menudo se considera el equivalente químico de Lego porque los dos componentes básicos, el hidrógeno y el monóxido de carbono, se pueden usar en diferentes proporciones para fabricar cosas como diesel sintético, metanol, alcohol o plásticos, que son precursores industriales muy importantes.


"Así que, esencialmente, lo que estamos haciendo es convertir CO2 en estos precursores que pueden usarse para fabricar todos estos químicos industriales vitales".

Cerrando el ciclo

En un entorno industrial, un electrolizador que contenga partículas de óxido de zinc producidas por FSP podría usarse para convertir el CO2 residual en permutaciones útiles de gas de síntesis, dice el Dr. Daiyan.


“El CO2 residual de, por ejemplo, una planta de energía o una fábrica de cemento, puede pasar a través de este electrolizador, y dentro tenemos nuestro material de óxido de zinc rociado con llama en forma de electrodo. Cuando pasamos el CO2 residual, se procesa con electricidad y se libera de una salida como gas de síntesis en una mezcla de CO e hidrógeno ”, dice.


Los investigadores dicen que, en efecto, están cerrando el ciclo del carbono en los procesos industriales que crean gases nocivos de efecto invernadero. Y al hacer pequeños ajustes en la forma en que las nanopartículas se queman con la técnica FSP, pueden determinar la combinación eventual de los bloques de construcción de gas de síntesis producidos por la conversión de dióxido de carbono.


"En este momento, se genera gas de síntesis mediante el uso de gas natural, es decir, de combustibles fósiles", dice el Dr. Daiyan. "Pero estamos usando dióxido de carbono residual y luego lo convertimos en gas de síntesis en una proporción dependiendo de la industria en la que se quiera usar". 


Por ejemplo, una relación uno a uno entre el monóxido de carbono y el hidrógeno se presta a gas de síntesis que puede usarse como combustible. Pero una proporción de cuatro partes de monóxido de carbono y una parte de hidrógeno es adecuada para la creación de plásticos, dice el Dr. Daiyan. 

Barato y accesible

Al elegir el óxido de zinc como su catalizador, los investigadores se han asegurado de que su solución haya seguido siendo una alternativa más barata a lo que se intentó anteriormente en este espacio.


"Los intentos anteriores han utilizado materiales caros como el paladio, pero esta es la primera vez que un material muy barato y abundante, extraído localmente en Australia, se ha aplicado con éxito al problema de la conversión de dióxido de carbono residual", dice el Dr. Daiyan. 


El Dr. Lovell agrega que lo que también hace que este método sea atractivo es usar el sistema de llama FSP para crear y controlar estos valiosos materiales.


"Significa que se puede usar industrialmente, se puede escalar, es muy rápido para hacer los materiales y muy efectivo", dice ella.


"No debemos preocuparnos por las técnicas de síntesis complicadas que usan metales y precursores realmente caros: podemos quemarlo y en 10 minutos tenemos estas partículas listas para funcionar". Y al controlar cómo lo quemamos, podemos controlar esas proporciones de bloques de construcción de gas de síntesis deseados ".

Ampliar

Si bien el dúo ya ha construido un electrolizador que se ha probado con gas de CO2 residual que contiene contaminantes, escalar la tecnología hasta el punto en el que podría convertir todos los desechos de dióxido de carbono emitidos por una planta de energía todavía está muy lejos.


"La idea es que podamos tomar una fuente puntual de CO2, como una central eléctrica de carbón, una central eléctrica de gas o incluso una mina de gas natural donde se libera una gran cantidad de CO2 puro y esencialmente podemos adaptar esta tecnología a El final de estas plantas. Entonces podría capturar ese CO2 producido y convertirlo en algo que sea enormemente valioso para la industria ”, dice el Dr. Lovell.


El próximo proyecto del grupo será probar sus nanomateriales en un entorno de gases de combustión para garantizar que sean tolerantes a las duras condiciones y otros productos químicos que se encuentran en los gases residuales industriales.

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