6.1. OBTENCIÓN DE GAS DE SINTESIS A PARTIR DE ENERGÍA SOLAR
CONCENTRADA CO2 y AGUA. PROYECTO SOLAR JET
Se trata de un proyecto denominado Solar Jet, cuyo objetivo primario era conseguir combustible para aviones a partir de agua y CO2, utilizando luz concentrada como fuente energética de alta temperatura. El gas sintético obtenido se ha convertido posteriormente en biocarburante líquido.
La Comisión Europea (CE) ha financiado el proyecto con 2,2 millones de euros debido al Séptimo Programa Marco de Investigación y Desarrollo Tecnológico.
El proyecto se encuentra aún en fase experimental y se ha producido un vaso de carburante para reactores en condiciones de laboratorio utilizando luz solar simulada.
Se ha logrado producir el primer carburante «solar» para reactores del mundo a partir de agua y dióxido de carbono (CO2). Aldo Steinfeld, responsable de la investigación y desarrollo del reactor solar en la ETH Zúrich (la universidad politécnica federal), uno de los socios del proyecto, afirma que “la tecnología del reactor solar mejora la transferencia de calor radiante y acelera la reacción cinética, cruciales para maximizar la eficiencia de conversión de energía solar a combustible".
Esta tecnología supone que un día se podrá producir un carburante más limpio y abundante para aviones, automóviles y otras formas de transporte. Además de convertir uno de los principales gases de efecto invernadero causante del calentamiento global en un recurso útil. Desde Solar Jet piensan que los resultados son esperanzadores y permiten pensar que en el futuro podrá producirse todo tipo de carburantes líquidos de hidrocarburos a partir de luz solar, CO2 y agua.
En cuanto a la tecnología empleada, en una primera fase se utilizó luz concentrada –
luz solar simulada– para convertir el CO2 y el agua en gas de síntesis en un reactor solar de alta temperatura que contenía materiales basados en óxido de metal elaborados por la ETH Zúrich. Posteriormente, el gas de síntesis (una mezcla de
hidrógeno y monóxido de carbono) fue transformado en queroseno por Shell (otro de los socios) utilizando el proceso químico de conversión de gas de síntesis a hidrocarburo líquido denominado Fischer-Tropsch.
Solar Jet combina una tecnología novedosa, la producción de gas de síntesis mediante radiación solar concentrada, con otra más desarrollada, la transformación de esos gases en queroseno y otros biocarburantes líquidos. Los carburantes derivados del proceso Fischer-Tropsch ya se han certificado y los pueden utilizar los vehículos y las aeronaves existentes sin necesidad de modificar los motores ni la infraestructura del combustible. Además de la ETH Zúrich y de Shell, en Solar Jet participan el instituto de investigación aeronáutica Bauhaus Luftfahrt, el centro de investigación alemán en navegación aérea y espacial Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) y la proveedora de servicios de I+D Arttic, que es el socio encargado de la gestión.
Solar Jet es el acrónimo del nombre completo del proyecto: Solar chemical reactor demonstration and optimization for long-term availability of renewable jet fuel.
Solar Jet ha dado un paso importante hacia la obtención de combustibles verdaderamente sostenibles a partir de materias primas prácticamente ilimitadas en el futuro. [8]
6.2. REFORMADO CON PLASMA. PROCESO KVAERNER.
El proceso Kværner o CB&H (kvaerner Carbon Black & Hydrogen process) es un proceso de reformado por plasma desarrollado por la compañía noruega Aker Solutions para la producción de hidrógeno y negro de carbón a partir diversos tipos de hidrocarburos. Este proceso consiste en separar los hidrocarburos en sus
componentes, carbono e hidrógeno, en un quemador de plasma a unos 1600 ˚C. La
reacción es la siguiente:
(Ec.19. Reformado de Hidrocarburos con Plasma)
La gran ventaja de este método es que todo el gas es transformado en carbono e hidrógeno de manera eficiente y no se produce dióxido de carbono. En 2009 se presentó una variante del proceso que utilizaba un convertidor de plasma alimentado con todo tipo de basura y desechos que debido al campo de energía tan potente que se crea en su interior, se descomponen en diversos elementos, entre los cuales se encuentra el hidrógeno. El principal inconveniente de este proceso es la separación del hidrógeno de los demás elementos y su purificación. [2] [13]
6.3. ELECTRÓLISIS DE ORINA.
Un equipo de ingenieros de la Universidad de Ohio, Estados Unidos, ha conseguido producir hidrógeno a partir de orina, un residuo fácil de obtener. Los investigadores creen que mediante la electrolisis de orina es posible obtener una mayor cantidad de hidrógeno que con los métodos actuales a partir de agua. El sistema descompone la urea a una tensión de sólo 0,37 V, que es significativamente inferior a los 1,23 V necesarios para dividir el agua. La orina es el principal constituyente de urea, que incorpora cuatro átomos de hidrógeno por molécula.
El proceso de separación a través de la electrólisis enfocada a romper las moléculas, se realiza mediante un proceso de bajo costo constituido por electrodos de níquel que de forma selectiva y eficiente oxida la urea, obteniendo el hidrógeno puro en el cátodo. [2]
El principal problema de este método es que la electrólisis de la urea libera sulfato de amonio y partículas de nitrato al aire, compuestos que pueden derivar en problemas de salud como bronquitis y asma. Otro inconveniente es que las bacterias convierten rápidamente la urea en amonio, lo que limita la efectividad del proceso si la orina ha estado sometida durante mucho tiempo a la acción bacteriana. Sin embargo, los ingenieros están desarrollando un método para solucionar este problema. Lo positivo es que esta técnica permitirá obtener energía a partir de un desecho y ayudará al tratamiento de aguas residuales. La doctora Botte espera poder comercializar el producto que le dará una utilidad y un valor insospechado a la orina. [2]