miércoles, 24 de febrero de 2016

Combustible de hidrocarburo líquido creado a partir de CO2 y agua en procedimiento de una etapa




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 han sido los 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 un proceso de conversión de una fase que utiliza dióxido de carbono y agua directamente para producir un combustible de hidrocarburo líquido simple y de bajo costo utilizando una combinación de luz de alta intensidad, calor concentrado, y alta presión.

De acuerdo con los investigadores de la Universidad de Texas en Arlington (UTA), esta tecnología de combustibles sostenible utiliza dióxido de carbono de la atmósfera, con el beneficio añadido de producir también oxígeno como un subproducto, lo que debería crear un claro impacto ambiental positivo.

"Somos los primeros en utilizar la luz y el calor para sintetizar hidrocarburos líquidos en un reactor de una sola etapa partir de dióxido de carbono y agua," dijo Brian Dennis, profesor del 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,  mientras que el calor sirve para conducir reacciones termoquímicas de formación de cadenas de carbono, lo que produce hidrocarburos en un proceso de un solo paso".


Conocida como combustión foto solar termoquímica inversa de alcanos, el proceso de conversión de un solo paso convierte el dióxido de carbono y agua en oxígeno e hidrocarburos líquidos usando un reactor de flujo foto termoquímico que opera a alrededor de 180 °C a 200 °C (356-392 ° F) y bajo presiones de hasta seis atmósferas.


"Nuestro proceso también tiene una ventaja importante sobre las tecnologías de vehículos impulsados por batería o hidrógeno gaseoso, 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 el sistema actual de distribución de combustible", dijo Frederick MacDonnell, jefe interino de química y bioquímica en UTA y co-investigador principal del proyecto.


Para iniciar la reacción híbrida fotoquímica y termoquímica, se usó dióxido de titanio (TiO2) como 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 bajo la luz ultravioleta, pero no es tan eficiente bajo 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 para 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 pueden ser considerados como buenos candidatos para un nuevo catalizador, especialmente con el TiO2 que durante el experimento mostró una caída en la intensidad de la fotoluminiscencia a presiones más altas.


En el futuro, los investigadores imaginan espejos parabólicos que se podrían utilizar para concentrar la luz solar sobre el catalizador en el reactor, proporcionando de esta manera tanto el calentamiento requerido y la foto-excitación para que la reacción se produzca sin la necesidad de otras fuentes de energía 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 de generación solar de combustibles, tales como la separación de material y la purificación de agua.






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