Idean proceso para convertir el CO2 y el agua en combustible

A medida que los científicos buscan formas de ayudar a eliminar el exceso de dióxido de carbono de la atmósfera, una serie de experimentos se han centrado en el empleo de este gas para crear combustibles utilizables. Tanto hidrógeno como metanol son el resultado de estos experimentos, pero los procesos a menudo implican una serie de intrincados pasos y una variedad de métodos. Ahora, los investigadores han demostrado una conversión de una fase de dióxido de carbono y agua directamente en un combustible de hidrocarburo líquido simple y de bajo costo utilizando una combinación de luz de alta intensidad, el calor concentrado, y alta presión.

De acuerdo con los investigadores de la Universidad de Texas en Arlington (UTA), este avance tecnológico de combustibles sostenibles utiliza dióxido de carbono de la atmósfera, con el beneficio añadido de producir también el oxígeno como un subproducto, que debe crear un claro impacto ambiental positivo.

“Somos los primeros en utilizar la luz y el calor para sintetizar hidrocarburos líquidos en un solo reactor escalonado, a partir de dióxido de carbono y agua” dijo Brian Dennis, profesor UTA de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial y co-investigador principal del proyecto. “La luz concentrada impulsa la reacción fotoquímica, que genera productos intermedios de alta energía y de calor para conducir reacciones termoquímicas de cadena en la formación de carbono, lo que produce hidrocarburos en un proceso de un solo paso”, expresó.

Conocido como combustión inversa alcano fototermoquímica solar, el proceso de conversión de un solo paso se convierte en dióxido de carbono y agua, en oxígeno e hidrocarburos líquidos utilizando un reactor de flujo fototermoquímico que opera a alrededor de 180 °C a 200 °C (356-392 °F) y a presiones de hasta seis atmósferas.

“Nuestro proceso también tiene una ventaja importante sobre la batería o tecnologías de vehículos de hidrógeno ya que muchos de los productos de hidrocarburos de nuestra reacción son exactamente lo que usamos en automóviles, camiones y aviones, por lo que no habría necesidad de cambiar la distribución de combustible al sistema actual”, dijo Frederick MacDonnell, presidente interino UTA de química, bioquímica y co-investigador principal del proyecto.

Para iniciar el híbrido fotoquímico y la reacción termoquímica, se usó un dióxido de titanio (TiO2) fotocatalizador. El dióxido de titanio es muy eficaz en el ámbito de la hidrólisis -la ruptura de agua en hidrógeno y oxígeno- y es un catalizador muy eficaz a la luz ultravioleta, pero no es tan eficiente en luz visible ordinaria.

“Nuestro siguiente paso es el desarrollo de un foto-catalizador más compatible con el espectro solar”, dijo MacDonnell, “entonces podríamos utilizar más eficazmente el espectro completo de la luz incidente a trabajar hacia el objetivo general de un combustible líquido solar y sostenible.”

De acuerdo con la investigación, el equipo sugiere que el cobalto, rutenio, o incluso el hierro puede ser considerado como buenos candidatos para un nuevo catalizador, especialmente en lo que se observó el TiO2 en el experimento a caer en intensidad fotoluminiscente a presiones más altas.

En el futuro, los investigadores imaginan que espejos parabólicos también se podrían utilizar para concentrar la luz solar sobre el catalizador en el reactor, proporcionando de esta manera tanto el calentamiento requerido y foto-excitación para que la reacción se produzca, sin la necesidad de otras fuentes de alimentación externas. El equipo también cree que cualquier exceso de calor creado de esta manera se puede utilizar para ayudar a alimentar otros aspectos de una instalación solar combustible, tales como la separación de material y la purificación de agua.

Con información de Universidad de Texas en Arlington

 

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