La captura de carbono podría ayudar a las plantas de carbón de la nación a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, sin embargo, los desafíos económicos son parte de la razón por la cual la tecnología no se usa ampliamente hoy en día. Eso podría cambiar si las plantas de energía pudieran convertir el carbono capturado en un producto utilizable.
Los científicos del Laboratorio Nacional de Idaho del Departamento de Energía de EE. UU. Han desarrollado un proceso eficiente para convertir el dióxido de carbono capturado en gas de síntesis, una mezcla de H2 y CO que puede usarse para producir combustibles y productos químicos. El equipo ha publicado sus resultados en Química Verde, una publicación de Real Sociedad de Química .
Enfoques tradicionales para reutilizar el carbono del CO 2 implica un paso de reducción que requiere altas temperaturas y presiones. A temperaturas más bajas, el CO 2 no permanece disuelto en agua el tiempo suficiente para ser útil. El proceso desarrollado en INL aborda este desafío mediante el uso de materiales líquidos especializados que producen el CO 2 más soluble y permite que el medio de captura de carbono se introduzca directamente en una celda para la conversión electroquímica a gas de síntesis.
"Por primera vez se demostró que el gas de síntesis puede producirse directamente a partir de CO capturado 2 - eliminando el requisito de separaciones posteriores ", escribieron los investigadores en el artículo de Green Chemistry.
El proceso recientemente descrito utiliza solventes de polaridad conmutable SPS, materiales líquidos que pueden cambiar la polaridad al exponerse a un agente químico. Esta propiedad hace posible controlar qué moléculas se disolverán en el solvente.
En una celda electroquímica, la oxidación del agua ocurre en el lado del ánodo, liberando gas O2 e iones de hidrógeno que luego migran a través de una membrana hacia el lado del cátodo. Allí, los iones de hidrógeno reaccionan con bicarbonato HCO3-, la forma en que CO 2 se captura en el SPS, lo que permite la liberación de CO 2 para reducción electroquímica y formación de gas de síntesis. Tras la liberación de CO 2 , el SPS vuelve a cambiar la polaridad a una forma insoluble en agua, lo que permite la recuperación y reutilización de los medios de captura de carbono.
Luis Díaz Aldana, investigador principal del experimento, y Tedd Lister, uno de los investigadores, realizan investigación electroquímica en INL. En 2015, mientras almorzaban con sus colegas Eric Dufek y Aaron Wilson, se les ocurrió la idea de usar polaridad conmutabledisolventes para convertir CO 2 en gas de síntesis
El equipo recibió fondos de Investigación y Desarrollo Dirigidos por el Laboratorio en 2017. Tan prometedora como era la idea, en los primeros experimentos, se estaba produciendo demasiado hidrógeno y no se producía suficiente gas de síntesis. Los resultados mejoraron cuando el equipo introdujo un electrolito de soporte para aumentar elconductividad iónica: la adición de sulfato de potasio aumentó la conductividad de electrolitos en un 47 por ciento, lo que permitió la producción eficiente de gas de síntesis.
cuando se puede producir gas de síntesis a partir de CO capturado 2 a densidades de corriente significativas, aumenta las posibilidades de proceso para la aplicación industrial. A diferencia de otros procesos que requieren altas temperaturas y altas presiones, el proceso basado en SPS mostró los mejores resultados a 25 grados C y 40 psi.
El equipo de INL ha presentado una patente provisional y está discutiendo el enfoque con una compañía del área de Boston involucrada en investigación y desarrollo de tecnología electroquímica, dijo Lister.
"Integra dos áreas que han estado en vías paralelas: captura y secuestro de carbono CCS y CO 2 utilización ", dijo Díaz Aldana." El problema con CCS ha sido su viabilidad económica. Si puede obtener un valor extra del CO 2 estás capturando, es una historia diferente "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Idaho . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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