Una de las estrategias de lucha contra el cambio climático es hallar procesos que permitan la reutilización de los gases de efecto invernadero, y así evitar su emisión a la atmosfera. Un grupo de científicos del CSIC han desarrollado un catalizador para reutilizar y transformar el CO2 y el metano, y obtener gas de síntesis (sintegas).
Micrografía del catalizador, obtenida por microscopía electrónica de barrido.El gas de síntesis o sintegas, es un gas constituido fundamentalmente por hidrógeno y monóxido de carbono, que se puede obtener a partir de sustancias con alto contenido en carbono. El sintegas se usa como materia prima para la síntesis de múltiples productos químicos y combustibles.
Científicos del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, ambos centros pertenecientes al CSIC, y del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina (CONICET) han desarrollado un catalizador sólido aplicable a la obtención de gas de síntesis. El material es muy poroso, lo que hace que la superficie activa sea muy elevada, tiene un tamaño de partícula pequeño y un alto grado de cristalinidad.
De momento, el catalizador ha sido probado en laboratorio, a escala de miligramos y con resultados muy satisfactorios, en dos tipos de procesos: para la producción de sintegas por reducción catalítica de CO2 con hidrógeno y para la obtención de sintegas por oxidación parcial de metano, otro gas de efecto invernadero.
En el primer proceso, el material mantuvo la actividad catalítica en continuo durante, al menos, 100 horas sin interrupción, se obtuvo la conversión máxima de CO2 (en equilibrio termodinámico) y una selectividad a monóxido de carbono del 100%. En el segundo proceso, también se obtuvieron conversiones máximas de metano a gas de síntesis.
El objetivo es aplicar estos procesos en centrales térmicas o en plantas de gasificación de biomasa para convertir residuos en recursos químicos y energéticos
Ahora, los científicos quieren probar el proceso a escala de planta piloto. Tal como explican Consuelo Alvarez Galván y José Antonio Alonso, científicos del CSIC e investigadores principales del proyecto, el objetivo es aplicar estos procesos en centrales térmicas o en plantas de gasificación de biomasa para convertir residuos en recursos químicos y energéticos.
Por ejemplo, en el caso de la transformación de CO2, “habría que capturar el CO2 en su fuente, separándolo de los otros gases que se generan en los procesos industriales y canalizarlo hasta el reactor catalítico para reducirlo con hidrógeno renovable”. Después, con el monóxido de carbono obtenido, mediante otros procesos, como la síntesis Ficher-Tropsch o la síntesis de metanol, podrían obtenerse hidrocarburos y compuestos oxigenados de interés como productos químicos y combustibles”.
La estructura porosa especial permite una alta dispersión de la fase activa del catalizador y una actividad excepcionalmente alta por unidad de masa de catalizador. Su método de síntesis es sencillo y fácilmente escalable. Tanto el material catalítico como el proceso de obtención y su aplicación a las reacciones en los que hasta el momento ha sido probado (reducción de dióxido de carbono a monóxido de carbono con hidrógeno y oxidación parcial de metano a gas de síntesis), han sido objeto de una solicitud de patente.
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Sara Junco Corujedo
Instituto de Catálisis y Petroleoquímica
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