Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) diseñan un reactor catalítico que transforma directamente el metano en hidrocarburos líquidos. El trabajo abre la puerta al uso generalizado del gas natural como combustible de calefacción y como fuente de productos químicos y nuevos combustibles de automoción.
Un nuevo reactor catalítico permite la transformación directa del metano en hidrocarburos líquidos, más fácilmente transportables y de mayor valor añadido. El nuevo reactor ha sido desarrollado por investigadores del Instituto de Tecnología Química, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València, en colaboración con científicos de la Universidad de Oslo y la multinacional CoorsTek. El trabajo se publica en la revista Science.
El gas natural es la fuente de hidrocarburos más abundante y, sin embargo, en muchos casos su explotación no es viable económicamente. José Manuel Serra, profesor de investigación del CSIC y director del estudio, explica: "Hemos desarrollado una nueva arquitectura de reactor catalítico que abre la puerta al uso más generalizado del gas natural, no sólo como un mero combustible de calefacción sino como fuente de productos químicos y nuevos combustibles de automoción".
El proceso desarrollado permite obtener benceno a partir del metano, el componente mayoritario en el gas natural y en el biogás de fermentaciones naturales. Los reactores existentes no resultaban rentables industrialmente porque el catalizador perdía rápidamente actividad debido a la formación de carbón, y porque el rendimiento de esta reacción está limitado por el equilibrio químico natural, que no se puede sobrepasar por los medios que emplea la ingeniería química convencional, como variaciones de presión o de temperatura.
"La clave de nuestro reactor es el uso de una membrana que, mediante la aplicación de corriente eléctrica, separa selectivamente hidrógeno durante la reacción de transformación del metano. De este modo, es posible sobrepasar el equilibrio termodinámico y conseguir rendimientos más elevados y estables en el tiempo", añade Serra.
Además, el trabajo añade ventajas medioambientales: "Un subproducto directo de nuestro reactor que obtenemos en grandes cantidades es el hidrógeno de alta pureza, que es un combustible totalmente limpio con elevada densidad energética. Además, nuestro proceso ofrece una transformación más limpia, ya que al ser un proceso directo y con alto rendimiento las emisiones de dióxido de carbono son mínimas", concluye Serra.
Otro aspecto de relevancia industrial de los convertidores directos de gas natural es su pequeño tamaño y su modularidad, que permiten adaptar el tamaño de la planta al del yacimiento o pozo de gas natural, lo que supone una gran ventaja frente a los procesos industriales actuales basados en múltiples etapas consecutivas y que requieren tamaños de planta gigantescos para su rentabilidad.
El benceno es el producto de partida en la industria química para infinidad de productos cotidianos, tales como plásticos, tejidos, adhesivos, pinturas, jabones, combustible de aviación, etc. "Actualmente, este producto se obtiene del petróleo. La nueva ruta ideada por los investigadores del Instituto de Tecnología Química a partir del gas natural podría cambiar las reglas de juego en este sector industrial", concluyen los investigadores.
Referencia Bibliográfica:
S. H. Morejudo, R. Zanón, S. Escolástico, I. Yuste-Tirados, H. Malerød-Fjeld, P. K. Vestre, W. G. Coors, A. Martínez, T. Norby, J. M. Serra y C. Kjølseth. Direct conversion of methane to aromatics in a catalytic co-ionic membrane reactor. Science. DOI: 10.1126/science.aag0274.
Fuente: CSIC
No hay comentarios:
Publicar un comentario