Producir productos químicos esenciales de forma climáticamente neutra
Un proyecto de la UE tiene como objetivo la conversión electroquímica del CO₂ a partir de residuos industriales
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Los productos químicos básicos, como el etileno, se obtienen con mayor frecuencia a partir de materias primas fósiles y generan unas emisiones considerables de CO₂. El proyecto REACT, financiado por la UE y en el que Empa es uno de los socios, tiene como objetivo producir etileno a partir de residuos industriales de CO₂, cerrando así el ciclo del carbono. El consorcio está desarrollando un sistema de electrólisis funcional para la conversión de CO₂ en etileno.
Muchas personas conocen el etileno por su uso en la cocina. Este gas incoloro y de olor dulce es una hormona vegetal natural, responsable de la maduración de manzanas, tomates y plátanos. Pero el etileno es también un importante producto químico industrial cuya producción mundial supera los 317 millones de toneladas al año. Se utiliza principalmente como producto químico de plataforma: un precursor o reactivo para crear una gran variedad de productos químicos, desde plásticos hasta productos farmacéuticos.
Actualmente, más del 95 % del etileno se produce mediante procesos de craqueo al vapor basados en combustibles fósiles, que generan aproximadamente 260 millones de toneladas de emisiones de CO₂ cada año. Un proyecto de la UE en el que participa Empa tiene como objetivo transformar este sector con altas emisiones de carbono. El proyecto, denominado REACT (siglas de «Renewable Electrochemical Advanced Conversion of CO₂ to Target products»), pretende ofrecer una alternativa renovable que convierta las emisiones industriales en recursos valiosos.
El proyecto se centra en el reciclaje de CO₂ procedente de industrias en las que resulta difícil reducir las emisiones, como la siderúrgica, la cementera y la química. Mediante un novedoso proceso electroquímico en tándem tolerante a las impurezas, REACT puede convertir directamente flujos de CO₂ industrial de baja pureza en valiosos productos químicos, al tiempo que reduce significativamente la necesidad de un costoso pretratamiento. Alimentado por energía renovable, el proyecto aprovecha las emisiones de CO₂ que antes eran inevitables y las transforma en una valiosa materia prima para productos químicos y materiales de próxima generación.
Cada vez más cerca de su puesta en marcha
«Llevamos muchos años trabajando en la conversión de CO₂ mediante electrólisis a escala de laboratorio», afirma Corsin Battaglia, director del laboratorio de Materiales para la Conversión de Energía de la Empa. «El objetivo del proyecto REACT es crear un prototipo funcional de electrolizador para la conversión de CO₂ en etileno, llevándolo a un nivel de madurez tecnológica mucho mayor», explica el investigador. El equipo de Battaglia estudiará cómo las impurezas presentes en el CO₂ residual industrial influyen en la actividad y la vida útil del catalizador utilizado en el electrolizador. El equipo de la Empa puede contar con el reactor paralelo de electrólisis de CO₂, que ya ha desarrollado anteriormente. El sistema automatizado de su laboratorio permite realizar hasta diez experimentos simultáneos.
REACT impulsa las cadenas de valor circulares del carbono, refuerza la autonomía industrial europea y contribuye a la transición hacia una producción química climáticamente neutra. El proyecto también integra materiales innovadores, sistemas avanzados de monitorización y tecnologías de gemelos digitales para mejorar la eficiencia, la durabilidad, la escalabilidad y la viabilidad económica. «Lo que aprendamos y desarrollemos durante REACT también ayudará a impulsar otras tecnologías de conversión del CO₂, por ejemplo, en combustibles sintéticos», resume Battaglia. La valorización del CO₂ es un concepto fundamental de la iniciativa de investigación de Empa, «Mining the Atmosphere», que busca formas de eliminar este gas de efecto invernadero de la atmósfera y, o bien almacenarlo a largo plazo, o bien convertirlo en productos químicos útiles, cerrando así el ciclo.
REACT
REACT es un proyecto de «Horizonte Europa» que desarrolla un innovador proceso electroquímico en tándem para convertir directamente las emisiones industriales de CO₂ en valiosas mezclas químicas ricas en olefinas destinadas a la producción sostenible de polímeros, productos químicos y combustibles. REACT (Conversión electroquímica avanzada y renovable de CO₂ en productos específicos) tendrá una duración de 48 meses, desde mayo de 2026 hasta abril de 2030, y abarca toda la cadena de valor, desde las instituciones científicas hasta los proveedores de materias primas y los fabricantes de polímeros para el sector del embalaje. El consorcio está coordinado por SINTEF (Noruega) e incluye a 13 socios de 10 países: VITO (Bélgica), Johnson Matthey PLC (Reino Unido), eChemicles (Hungría), Procter & Gamble Services Company NV (Bélgica), IDENER (España), Norner Research AS (Noruega), Empa (Suiza), K1-MET GmbH (Austria), FARPLAS (Turquía), Johnson Matthey Davy Technologies Ltd (Reino Unido), Holoss (Portugal) y ETA-Florence Renewable Energies (Italia).
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