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Convertir dióxido de carbono en combustible
¿Podría usarse la energía solar concentrada para revertir la combustión y convertir el dióxido de carbono nuevamente en gasolina? Eso es lo que los científicos de Laboratorios Nacionales Sandia , en Albuquerque, Nuevo México, tienen como objetivo averiguarlo mediante la construcción de un reactor novedoso que pueda reactivar químicamente el dióxido de carbono.
Poder del sol: Dando los toques finales a un colector solar gigante, que los investigadores de Sandia National Laboratories utilizarán para alimentar un nuevo reactor capaz de producir monóxido de carbono a partir de dióxido de carbono. A continuación, el monóxido de carbono se puede utilizar en la fabricación de combustibles líquidos.
El dispositivo utiliza una reacción termoquímica de dos etapas para descomponer el dióxido de carbono y producir monóxido de carbono, dice Nathan Siegel, miembro senior del personal técnico del Departamento de Tecnologías Solares de Sandia y uno de los investigadores que desarrollan la tecnología. El dióxido de carbono es un producto de combustión, así que lo que estamos haciendo es revertir la combustión, dice. A continuación, el monóxido de carbono se puede emplear fácilmente para producir una variedad de combustibles diferentes, incluidos hidrógeno, metanol y gasolina, utilizando tecnologías convencionales.
Dentro del reactor Sandia, inventado por el investigador de Sandia Rich Diver, hay un anillo de un material cerámico de ferrita de cobalto, que se compone esencialmente de óxido de hierro y cobalto. Un concentrador solar parabólico dirige la luz solar sobre el material cerámico, lo calienta a unos 1.500 ° C y hace que suelte oxígeno.
A medida que el anillo gira continuamente, el material reducido pasa a una segunda cámara separada que contiene dióxido de carbono. Habiendo abandonado su oxígeno, la cerámica reacciona con el dióxido de carbono, robándole átomos de oxígeno. El resultado es la producción de monóxido de carbono. El proceso es continuo, por lo que la cerámica oxidada vuelve a pasar a la cámara solar donde se vuelve a reducir. Funcionará con dióxido de carbono para producir monóxido de carbono o con agua para producir hidrógeno, dice Siegel.
Al menos esa es la teoría. El grupo Sandia ha realizado demostraciones de prueba de principio de varias etapas del dispositivo, pero aún tiene que demostrar que todas funcionan juntas. El equipo está construyendo un prototipo que estará listo para ser probado a fines de la primavera. Está construido en un 95 por ciento, dice Siegel.
La cerámica de ferrita de cobalto se desarrolló originalmente en Japón y es fácil de producir. Para maximizar su efecto, el material se construye en una matriz de varillas entrecruzadas de un milímetro de diámetro. Esto tiene el efecto de producir una gran superficie con la que reaccionar con el dióxido de carbono.
Para junio próximo, los investigadores esperan tener planificado el rendimiento del reactor y, si funciona tan bien como esperan, una versión práctica podría estar disponible dentro de cinco años.
Por el momento, estamos buscando obtener dióxido de carbono de fuentes industriales, dice Siegel. Sin embargo, el potencial real es capturar las emisiones de dióxido de carbono y reutilizarlas como combustible. También estamos buscando formas de extraer el dióxido de carbono del aire, dice. Esto permitiría montar el reactor en cualquier lugar, absorbiendo el gas de efecto invernadero atmosférico y convirtiéndolo en combustible. Sin embargo, enfatiza Siegel, esto se encuentra en una etapa de desarrollo mucho más temprana.
A pesar del enorme potencial, actualmente hay muy poca investigación para encontrar formas de aprovechar la energía solar para producir monóxido de carbono a partir del dióxido de carbono, dice Siegel. Pero esta tecnología se ocupa directamente de dos problemas: hacer un buen uso del dióxido de carbono y encontrar una manera de aprovechar al máximo la naturaleza esporádica de la energía solar. Ofrece una forma de almacenar esta energía solar y usarla cuando la desee, dice.
Es un trabajo excelente y, en principio, científicamente bastante posible, dice Christian Sattler , del Instituto de Termodinámica Técnica del Centro Aeroespacial Alemán, en Colonia. La pregunta es, ¿con qué eficiencia? él dice. ¿Cuánta energía se necesita para realizar esta reducción? Puede ser más eficiente utilizar la energía solar para la producción de energía directa.