11.04.2022 - Nanyang Technological University

Nuevo método para convertir la basura de plástico en combustible limpio de hidrógeno

Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (Singapur) han desarrollado un nuevo método para convertir los residuos plásticos en hidrógeno, basado en la pirólisis, un proceso químico a alta temperatura.

A diferencia de las botellas de plástico PET, que pueden reciclarse fácilmente, los residuos de plástico que contienen envases de alimentos contaminados, espuma de poliestireno y bolsas de plástico, son difíciles de reciclar. Actualmente se incineran o se entierran en vertederos, lo que provoca la contaminación del agua y del suelo.

Mediante la pirólisis, los residuos de plástico pueden convertirse en dos productos principales: hidrógeno y una forma de carbono sólido, llamada nanotubos de carbono. El hidrógeno es útil para generar electricidad y alimentar pilas de combustible como las de los vehículos eléctricos, con agua limpia como único subproducto.

Para perfeccionar el nuevo método de conversión y evaluar su viabilidad comercial, el equipo de investigación lo está probando en el Smart Campus de la NTU para tratar los residuos plásticos locales, en colaboración con Bluefield Renewable Energy, una empresa medioambiental local especializada en tecnologías móviles de conversión de residuos en recursos.

El multimillonario proyecto conjunto de investigación, apoyado por el Fondo de Alineación de la Industria-Proyectos de Colaboración de la Industria (IAF-ICP) administrado por la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación de Singapur (A*STAR), tiene como objetivo desarrollar soluciones viables para ampliar económicamente la conversión de residuos plásticos en hidrógeno durante los próximos tres años.

El proyecto también explorará el potencial de otras tecnologías emergentes para la gestión descentralizada de residuos. Se investigará la conversión de flujos de residuos difíciles en energía y recursos valiosos, como el gas de síntesis, el biocarbón, el carbono activado y los nanotubos de carbono.

Con los 832 millones de kilogramos de residuos plásticos no reciclados que se generan anualmente en Singapur, la energía convertida podría alimentar hasta 1.000 apartamentos de cinco habitaciones durante un año.

Dirigido por el profesor asociado Grzegorz Lisak, del Instituto de Investigación del Agua y el Medio Ambiente de la NTU (NEWRI), el proyecto de investigación utilizó residuos marinos recogidos en aguas locales en colaboración con el Ocean Purpose Project, una organización no gubernamental y empresa social con sede en Singapur.

Con 269 millones de kilogramos de residuos plásticos flotando actualmente en los océanos, el equipo de la NTU calcula que, si se convirtieran en energía, los residuos podrían alimentar un vehículo eléctrico de 20 a 40 millones de kilómetros, es decir, de 500 a 1000 veces la circunferencia de la Tierra.

"Como parte de la campaña de sostenibilidad de la NTU, en el desarrollo de nuevas formas de convertir la basura en tesoro, buscamos convertir los residuos plásticos que no pueden reciclarse en productos químicos y recursos de alto valor, como el combustible de hidrógeno, el combustible sintético que podría sustituir a la gasolina, y los nanotubos de carbono utilizados para muchas aplicaciones industriales", explicó el coinventor, el profesor adjunto Lisak, director del Centro de Residuos, Recursos y Recuperación (R3C) del NEWRI, que también es profesor de la Escuela de Ingeniería Civil y Ambiental.

El pasado mes de noviembre, los investigadores del NEWRI participaron en la Race For Oceans Singapore, una carrera de kayaks organizada por el Ocean Purpose Project, para recoger residuos de plástico en las costas de Singapur. El objetivo era doble: limpiar la basura marina a través del deporte como movilización de la comunidad y utilizar esta basura como material de investigación para desarrollar un proceso eficiente de conversión de residuos plásticos en hidrógeno.

Mathilda D'silva, directora general y fundadora de Ocean Purpose Project, dijo: "Nuestra colaboración con NTU NEWRI llega en un momento crítico en el que es necesario replantearse cómo se reciclan los plásticos en Asia. Como se puso de manifiesto en nuestra reciente colaboración para el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo "Ending Plastic Pollution Innovation Challenge" (EPICC), en la que NTU NEWRI mostró cómo los plásticos de Lombok (Indonesia) podían convertirse en hidrógeno, está claro que existe un recurso de plástico oceánico sin explotar y altamente disponible que puede convertirse en el combustible del futuro: el hidrógeno, que supondrá un cambio de juego para eliminar la contaminación oceánica a gran escala.

"La investigación de vanguardia, la innovación y el dinamismo del equipo de la NTU NEWRI es una colaboración de ensueño para las ONG que, como nosotros, se dedican a la conservación de los océanos, tienen que ir más allá de las campañas de concienciación y de la limpieza de las playas para cambiar por completo nuestras ideas sobre la gestión de los residuos plásticos. Estamos orgullosos, como influenciadores de la conversión de plástico en recursos, de promover nuestra investigación con sede en Singapur, que forjará un nuevo futuro para la recuperación de plásticos, limpiando potencialmente miles de costas en Asia".

El Sr. Craig Gavin, director de tecnología de Bluefield Renewable Energy (BRE), dijo: "Durante esta pandemia, se ha producido un aumento del uso del plástico, ya que la mayoría de nosotros nos llevamos la comida en envases de plástico y hacemos más compras en el supermercado. Las prácticas y los esfuerzos actuales para reciclarlos han sido un reto y requieren su eliminación en vertederos y/o plantas de incineración, lo que conlleva problemas de contaminación ambiental. En BRE nos enorgullecemos de nuestra capacidad para convertir los residuos en recursos gracias a nuestro sistema de flexipirólisis.

"La colaboración con NTU NEWRI nos ha permitido utilizar estos residuos plásticos poco ecológicos como materia prima y convertirlos en recursos valiosos. Con el giro del mercado hacia una economía impulsada por el hidrógeno, esta colaboración nos permite ampliar nuestras aplicaciones tecnológicas y comercializar las innovaciones creadas localmente, construyendo en última instancia un centro de recursos centrado en Singapur".

El equipo de investigación afirma que el carbono sólido de su nuevo proceso de conversión es mucho más fácil de almacenar que las emisiones gaseosas deCO2 procedentes de la incineración de residuos plásticos. Además, el carbono sólido puede venderse fácilmente como materia prima para la fabricación de productos químicos especiales o biocombustibles.

Por ejemplo, es una fuente de carbono más ecológica para fabricar nanotubos de carbono, lo que resulta útil para muchas aplicaciones, como la fabricación de baterías y materiales compuestos, afirma el Dr. Andrei Veksha, investigador principal del NEWRI y coinventor del proceso que está probando la tecnología.

La conversión de residuos plásticos en hidrógeno es un proceso de dos fases: los residuos plásticos se descomponen primero al calentarse en gases que contienen bajas concentraciones de moléculas de hidrógeno. En la segunda etapa, cuando los gases entran en un reactor lleno de un catalizador, la tecnología permite la liberación de hidrógeno combustible y la formación de nanotubos de carbono.

Si la iniciativa tiene éxito, ayudará a Singapur a reducir la cantidad total de residuos eliminados y a prolongar la vida útil del único vertedero de Singapur, el de Semakau, que se calcula que se quedará sin espacio en 2035.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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