PROCESOS SOSTENIBLES ENERGETICAMENTE EN LA INDUSTRIA QUIMICA: CAPTURA Y USO DE CO2 ASISTIDOS POR CALENTAMIENTO MICROONDAS

2023

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Peñaranda Foix Felipe Laureano

Este proyecto representa la contribución del grupo DIMAS del Instituto ITACA de la Universidad Politécnica de Valencia al proyecto coordinado RASMIA. El proyecto supone reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) mediante el desarrollo de dos procesos que hoy en día no son sostenibles en términos de consumo energético. RASMIA se centrará en estos procesos calentados por microondas. La producción de gas de síntesis (SYNGAS) mediante el reformado de metano con vapor consume mucha energía y utiliza combustibles fósiles para el calentamiento. En su lugar, proponemos el reformado seco del metano, que evita las emisiones de los dos principales GEI, el dióxido de carbono y el metano. La energía de microondas está ya muy reconocida como una manera alternativa de activar reacciones químicas. En concreto destaca por la manera en que se introduce esta energía en los materiales, ya que es sin contacto, de manera volumétrica y sin calentar el espacio alrededor de los materiales irradiados. Además, y dependiendo de las propiedades electromagnéticas de las muestras, se puede conseguir que algunos elementos no se calienten por microondas, siendo su calentamiento únicamente por radiación o conducción a través de las muestras calentadas con microondas. Esto hace de las microondas una energía altamente eficiente, ya que se aplica la energía solo solo los materiales susceptibles de ser calentados por microondas. La experiencia del grupo DIMAS del Instituto ITACA de la UPV en este tipo de aplicaciones es amplia, ya que ha colaborado con diferentes grupos de investigación en el ámbito de nuevos materiales y tecnología química, incluyendo el equipo de UNIZAR, coordinador de este proyecto. Como ejemplo especialmente relevante de esta experiencia, aparte de artículos conjuntos, está la tecnología recientemente patentada para la activación de H2O y CO2 verde mediante la energía de microondas. Este hecho ha sido publicado en la prestigiosa revista Nature Energy. Por todo ello, y en particular en este subproyecto, se desarrollará una tecnología innovadora en los procesos de captura de CO2 y reformado seco de metano (DRM). Esta conssitirá en novedosos aplicadores de microondas, diseñados ad-hoc para las celdas preparadas por UNIZAR, con los elementos de control de temperatura, radiación, adaptación y medida de potencia absorbida, que permitan la correcta evaluación del comportamiento de las celdas y su respuesta en términos energéticos. En este sentido, se establece como objetivo que se mejore en un 25% la eficiencia energética. Todo esto junto, por supuesto, con sistemas de seguridad inherentes a la tecnología de microondas. Y, finalmente, se emprenderá el escalado del aplicador a un tamaño mayor de celda (del orden de 8 a 10 veces mayor) evaluando la posibilidad de mantener el aplicador de 2.45GHz o bien utilizar la frecuencia ISM (Industrial, Scientific, and Medical frequencies) inferior (915 MHz). Los objetivos del proyecto se evalúan mediante indicadores de rendimiento claros. La evaluación continua de los resultados a lo largo del proyecto dirigirá los esfuerzos de RASMIA hacia la optimización de la eficiencia de los recursos, la escalabilidad del proceso y la reducción del coste y de la huella de carbono, en comparación con el estado del arte de los procesos de referencia que son la absorción con aminas para la captura de CO2 y el reformado con vapor para la producción de gas de síntesis.