Biometano y CO₂ directamente a partir de biogás húmedo
La tecnología abre nuevas perspectivas para el uso material del metano y el CO₂
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Uso eficiente del metano y el CO₂ del biogás: Gracias a unas novedosas membranas planas, el biogás puede procesarse directamente y con eficiencia energética, incluso en plantas pequeñas. En el proyecto Bio4Value, el Instituto Fraunhofer de Investigación Aplicada de Polímeros IAP del Parque Científico de Potsdam, junto con KS Kunststoffbau GmbH y el Instituto Leibniz de Ingeniería Agrícola y Bioeconomía ATB, está desarrollando una tecnología que abre nuevas perspectivas para el aprovechamiento material del metano y el CO₂.
Fácil manipulación sin secado previo del biogás
El biogás ofrece una amplia gama de aplicaciones: por ejemplo, como combustible, para la generación de calor o como base para fertilizantes y productos químicos. Hasta ahora, la transformación del biogás en biometano ha sido técnicamente compleja y apenas rentable para las plantas pequeñas. Los métodos convencionales exigen un complejo proceso de presecado y depuración del gas. Aquí es precisamente donde entra en juego el proyecto Bio4Value: un proceso de membrana de nuevo desarrollo que no requiere presecado del biogás promete una simplificación significativa. Las nuevas membranas planas, desarrolladas en Fraunhofer IAP, constituyen el componente central. Separan el metano del CO₂ directamente del flujo de biogás húmedo. Como resultado, no se necesita energía adicional para enfriar y recalentar el biogás bruto antes de la separación por membranas. Las pruebas a largo plazo también demostraron que las membranas de nuevo desarrollo son resistentes al sulfuro de hidrógeno contenido en el biogás bruto.
Más que energía: uso material del CO₂ y el metano
La separación selectiva del CO₂ y el metano directamente en la fuente es un paso importante para evitar las emisiones y utilizar eficazmente los gases separados. "El CO₂ recuperado puede utilizarse como valiosa materia prima para procesos industriales, como la electrosíntesis, la producción de combustible o la fabricación de productos químicos. También puede servir como fuente de carbono en invernaderos o utilizarse para producir agua con gas", explica el Dr. Steffen Tröger-Müller, del Fraunhofer IAP, que coordina el proyecto.
El metano, a su vez, sirve principalmente como biocombustible (bio-GNC, gas natural comprimido a partir de biogás) para vehículos agrícolas o para alimentar la red de gas natural. Sin embargo, también puede utilizarse materialmente, por ejemplo como materia prima para síntesis químicas como la producción de amoníaco o metanol.
Del polímero a la membrana plana altamente selectiva
Uno de los principales retos a la hora de desarrollar materiales de membrana adecuados es la aplicabilidad industrial. Para conseguir la separación selectiva necesaria de metano y CO₂ a presiones comparativamente bajas utilizando biogás bruto sin tratar, hubo que desarrollar nuevos materiales; los polímeros disponibles en el mercado no cumplen estos requisitos. Por ello, el Fraunhofer IAP ha sintetizado específicamente polímeros adecuados y ha fabricado membranas planas con ellos. La larga experiencia de los investigadores en el desarrollo de membranas y procesos ha desempeñado un papel clave. "Nuestras membranas planas recién desarrolladas cumplen todos los requisitos y se caracterizan especialmente por su estabilidad mecánica y sus capas de separación extremadamente finas y de flujo optimizado", afirma Tröger-Müller.
De la membrana al módulo listo para el mercado
Para garantizar que la tecnología también pueda funcionar de forma independiente en pequeñas plantas de biogás de zonas rurales, KS Kunststoffbau GmbH está trabajando en soluciones compactas y modulares. "Nuestro objetivo es desarrollar un módulo listo para el mercado que pueda utilizarse localmente y sea fácil de manejar incluso para usuarios sin conocimientos técnicos especiales. Las membranas planas de nuevo desarrollo lo hacen posible", explica Markus Huth, de KS Kunststoffbau GmbH.
ATB se encarga de integrar el proceso en las plantas de biogás existentes y de evaluar la nueva tecnología en términos de uso de materiales. "Estamos investigando cómo puede integrarse el módulo de membrana en procesos reales de biogás; aquí vemos un gran potencial", afirma la Dra. Christiane Herrmann de ATB. ATB también está analizando los aspectos tecnoeconómicos del proceso y realizando evaluaciones del ciclo de vida. "Gracias al ahorro de energía que permite la membrana de nuevo desarrollo, vemos una gran oportunidad para utilizar la tecnología de membrana de forma descentralizada en pequeñas plantas de biogás", añade Herrmann.
La tecnología validada busca socios para su implantación industrial
Actualmente, la tecnología de mejora del biogás se encuentra en fase de validación a escala de laboratorio. "Nuestro objetivo es seguir desarrollando la tecnología para que pueda demostrarse en condiciones reales en proyectos de seguimiento y ser ampliada por socios industriales. Invitamos a empresas de los sectores del biogás, la energía o la química a participar en el desarrollo", afirma Tröger-Müller.
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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