Científicos trabajan en una tecnología respetuosa con el clima basada en energía generada a partir de fuentes renovables.
Un grupo de científicos del Forschungszentrum Jülich investiga sobre la electrólisis de dióxido de carbono como alternativa al carbón.
¿De qué se trata?
En la región de Renania, Alemania usan el carbón no sólo como combustible para la generación de electricidad, sino también por la industria química para producir importantes sustancias químicas básicas.
Mediante la electrólisis de CO2, el gas de efecto invernadero se convierte en monóxido de carbono. La investigación forma parte del proyecto de cambio estructural iNEW, que busca fomentar el crecimiento y la conservación de puestos de trabajo en la región de Renania mediante la introducción de procesos basados en energías renovables.
«La industria suele producir CO in situ a gran escala. Es difícil de transportar porque es un gas tóxico y muy inflamable», detalló Maximilian Quentmeier, estudiante de posgrado del Instituto Jülich de Investigación sobre Energía y Clima (IEK-9).
Quentmeier junto con su supervisor Bernhard Schmid trabajan en un proceso que también se conoce como electrólisis de CO2 a CO2. El método utiliza un electrodo de difusión de gas: un electrodo poroso alimentado con CO2 en la parte posterior y adyacente a un electrolito líquido o sólido en la parte anterior. El electrodo conecta los dos medios y la corriente eléctrica y garantiza así que al final se produzca monóxido de carbono, CO, «verde».
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Amigable con el medioambiente
El proceso en investigación es atractivo para la industria química y también contribuye a la protección del clima.
«Cuando funcionan con energía renovable, las plantas de electrólisis de CO2 son neutras desde el punto de vista climático. Si el dióxido de carbono se extrae de la atmósfera, por ejemplo, mediante la captura directa del aire, o de la elaboración de biogás, la tecnología es incluso potencialmente negativa para el clima», explicó Schmid.
Schmid señaló que la tecnología podría contribuir a reducir activamente la concentración de CO2 en la atmósfera. «En principio, los futuros plásticos renovables se convertirán en un sumidero de carbono similar a la madera».
Quentmeier y Schmid han dado un paso importante hacia la comercialización, pues acaban de lograr transformar la célula única en un electrolizador tipo pila, ahí las células están compactas unas encima de otras. Esta fabricación es más barata que la de una célula grande.
«Hay que tener en cuenta varios aspectos a la hora de diseñar una pila a partir de una sola célula. Por ejemplo, las celdas para la reacción gaseosa tienen múltiples cámaras que no suelen tener soporte en tamaño de laboratorio… Las células de una pila deben soportar la fuerza de compresión y, al mismo tiempo, seguir siendo permeables», sostuvo Quentmeier.
Los investigadores también pudieron omitir por completo la cámara de electrolito entre la membrana y el ánodo. En el caso de la pila, los electrodos positivo y negativo, cátodo y ánodo, de células adyacentes se sustituyeron por un único componente (la placa bipolar) que conecta dos células.
En la configuración experimental actual, que utiliza componentes modulares no optimizados para la eficiencia, la pila alcanza una eficiencia del 30%.
«Para este tipo de proceso, que ya funciona por debajo de 100 °C, ya es un resultado bastante prometedor. En comparación con la coelectrolisis a alta temperatura, por ejemplo, el diseño de la planta es relativamente sencillo y produce CO puro en lugar de gas de síntesis, lo que simplifica aún más el procesamiento para muchas aplicaciones. Así, se puede proporcionar un suministro descentralizado del CO químico de plataforma a las empresas industriales de la región de Renania, ahorrando costes de transporte», afirmó el Director del Instituto, Prof. Rüdiger-A. Eichel.
