Catalizadores con inducción magnética para obtener productos químicos a partir de CO2 de forma eficiente y sostenible
QUÍMICA.
Unos científicos han inventado dos nuevos catalizadores que trabajan con inducción magnética y cuya acción permite obtener precursores de combustibles y de otros productos químicos útiles a partir del dióxido de carbono (CO2), el principal gas de efecto invernadero.
Parte de una columna de humo, rico en dióxido de carbono. Foto: Rachel A Loehman / Alaska Science Center / USGS.
El avance es obra de un grupo de investigación del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), en España.
Un catalizador es una sustancia que acelera una reacción química sin consumirse. Los desarrollados por el ITQ están compuestos por nanopartículas de cobalto encapsuladas en carbono. En el momento en que se aplica un campo magnético, estos materiales actúan simultáneamente como catalizadores y como agentes calefactores, en este caso, mediante inducción magnética.
El calentamiento por inducción magnética, el principio que utilizan las cocinas de inducción, es una tecnología más eficiente y sostenible respecto a las formas de calentamiento convencionales, como los hornos de gas o los que utilizan resistencia eléctrica. La investigación liderada por el ITQ ha demostrado que utilizar el calentamiento por inducción magnética con estos nuevos catalizadores permite operar a temperaturas locales más bajas, pero con temperaturas superficiales elevadas y controladas.
Eficiencia energética sin precedentes.
Los catalizadores se han probado en una reacción química denominada RWGS (Reverse Water Gas Shift), una reacción clave para transformar el CO2 en productos útiles, en este caso, monóxido de carbono y vapor de agua. El CO2 es un gas que forma parte de la atmósfera. Se produce al respirar, al quemar combustibles fósiles y en procesos industriales. Su exceso en la atmósfera atrapa más de lo debido el calor del Sol, mediante un mecanismo conocido como efecto invernadero, y ello provoca el calentamiento global.
El sistema de calentamiento por inducción magnética ha demostrado una eficiencia energética sin precedentes en la producción de monóxido de carbono con uno de los catalizadores. Además, se ha conseguido que el catalizador funcione más de 200 horas sin pérdida significativa de actividad ni necesidad de reactivación, lo que garantiza un funcionamiento continuo y sostenible del proceso. Y se ha logrado una conversión de dióxido de carbono superior al 70%.
Procesos industriales sostenibles.
Los resultados de esta investigación tienen aplicaciones en el ámbito de la captura y utilización de carbono y, principalmente, en la producción, más limpia y económica, de gas de síntesis a partir de CO2. El gas de síntesis es una sustancia química intermedia que se obtiene a partir de sustancias con carbono sometidas a un proceso químico a altas temperaturas. “El gas de síntesis es esencial para la fabricación tanto de combustibles como de otros productos químicos, por lo que los avances logrados podrían integrarse en procesos industriales sostenibles, electrificados y con menor huella de carbono, alineados con la transición energética”, explica Pascual Oña, científico titular del CSIC en el ITQ y coautor de la investigación.
El estudio se titula “Pd-Enhanced Carbon-Encapsulated Co Nanoparticles for Efficient Reverse Water–Gas Shift under Magnetic Induction Heating”. Su primer firmante es Adrián García Zaragoza, del ITQ. Y se ha publicado en la revista académica ACS Catalysis.
La investigación desarrollada está enmarcada dentro del proyecto europeo LAURELIN, que tiene como objetivo desarrollar tecnologías avanzadas para convertir CO2 en metanol renovable mediante diferentes tecnologías emergentes como inducción magnética, plasma y microondas. Además del ITQ, participan: el Instituto de Investigaciones Químicas (del CSIC y la Universidad de Sevilla, en España); el University College de Londres y el RCH (Research Complex at Harwell) del Reino Unido; y el LPCNO (Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets), dependiente del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS), el Instituto Nacional de Ciencias Aplicadas (INSA) y la Universidad de Toulouse, en Francia). (Fuente: CSIC)
Sitio Fuente: NCYT de Amazings