Un catalizador de potasio es empleado para convertir el agua de mar en combustible para los barcos
Los ingenieros químicos de la Universidad de Rochester, han demostrado que un catalizador de carburo de molibdeno promovido por el potasio convierte de manera eficiente y fiable el agua de mar en combustible. En el desarrollo de este proyecto, han contado con la colaboración de investigadores del Laboratorio de Investigación Naval, la Universidad de Pittsburgh y OxEon Energy.
El profesor asistente de ingeniería química en Rochester, Marc Porosoff,comenta que “Esta es la primera demostración de que este tipo de catalizador de carburo de molibdeno puede ser utilizado a escala industrial”.
Según han comentado los investigadores en un artículo en Energía y Ciencias Ambientales, para documentar la idoneidad del catalizador se han realizado una exhaustiva serie de experimentos a escala molecular, de laboratorio y piloto.
El problema es, que la mayoría de los buques de la Armada deben alinearse periódicamente junto a los buques cisterna para reponer su combustible. Esta situación, es complicada en condiciones de mal tiempo.
Ante esto, si los barcos de la Armada pudieran crear su propio combustible a partir del agua de mar que atraviesan, podrían permanecer en funcionamiento continuo.
Perfeccionando el proceso
En 2014, un equipo del Laboratorio de Investigación Naval dirigido por Heather Willauer anunció que había utilizado un convertidor catalítico para extraer el dióxido de carbono e hidrógeno del agua de mar. Posteriormente, se procede a convertir los gases en hidrocarburos líquidos con una tasa de eficiencia del 92%.
Desde entonces, la atención del proyecto se ha centrado en aumentar la eficiencia del proceso. Del mismo modo, para producir combustible en cantidades suficientes, se busca ampliar dicha eficiencia todo lo posible.
Convertir el agua de mar en combustible, un proceso complicado
El dióxido de carbono extraído del agua de mar es extremadamente difícil de convertir directamente en hidrocarburos líquidos con los métodos existentes. Por lo tanto, es necesario convertir primero el dióxido de carbono en monóxido de carbono. Para ello, se lleva a cabo la reacción de cambio agua-gas (RWGS), que luego puede convertirse en hidrocarburos líquidos mediante la síntesis Fischer-Tropsch (FTS).
Típicamente, los catalizadores para el RWGS contienen metales preciosos caros y se desactivan rápidamente en condiciones de reacción. Sin embargo, el catalizador de carburo de molibdeno modificado con potasio se sintetiza a partir de componentes de bajo costo y no mostró ningún signo de desactivación durante el funcionamiento continuo del estudio a escala piloto de 10 días. Por eso es importante esta demostración de catalizador de carburo de molibdeno.
Un catalizador de bajo coste, la base de todo el proyecto
Porosoff, que comenzó a trabajar en el proyecto mientras se desempeñaba como investigador postdoctoral asociado al equipo de Willauer, descubrió que la adición de potasio a un catalizador de carburo de molibdeno apoyado en una superficie de gamma alúmina podría servir como un catalizador de bajo costo, estable y altamente selectivo para convertir el dióxido de carbono en monóxido de carbono durante el RWGS.
El potasio reduce la barrera energética asociada a la reacción del RWGS, mientras que la alúmina gamma ayuda a asegurar que las partículas catalizadoras de carburo de molibdeno permanezcan dispersas. Para determinar que este catalizador, promovido por el potasio, es útil para capturar y convertir el dióxido de carbono de las centrales eléctricas, el laboratorio realizará más experimentos. En estos experimentos se medirá la estabilidad del catalizador frente a los contaminantes comunes de los gases de combustión.
JUL
2020