Producción de carbono grafítico e hidrógeno renovable a partir de residuos de alimentos
La UE aspira a construir un futuro en el que los coches sean eléctricos o de hidrógeno, los residuos se reutilicen y reciclen para reducir nuestra huella ecológica y una nueva generación de materiales permita desarrollar tecnologías pioneras antes inalcanzables. No cabe duda de que se trata de una empresa ambiciosa, a la que pretende aportar su grano de arena este proyecto europeo, dotado con algo más de 4 millones de euros. El novedoso proceso tecnológico asistido por plasma ideado por el equipo de PLASCARB (Innovative plasma based transformation of food waste into high value graphitic carbon and renewable hydrogen) permite transformar el biogás resultante de la digestión anaeróbica (DA) de residuos de origen alimentario en carbono grafítico —un compuesto que consta de distintas capas de grafeno— e hidrógeno renovable (RH2). «Introducimos los residuos de alimentos en un digestor anaeróbico, una tecnología empleada habitualmente para producir biogás (compuesto de CH4 y CO2). Tras someterlo a un proceso de purificación, el producto resultante pasa a un reactor de baja temperatura de plasma de microondas que lo convierte en carbono grafítico —denominado "PlasCarbon" renovable— e hidrógeno renovable», afirmó Neville Slack, coordinador del proyecto y representante del Centro de Innovación de Procesos (CPI) del Reino Unido. El grafito o carbono grafítico es un componente esencial de las baterías de iones de litio. El H2, por su parte, se emplea en numerosas industrias químicas y de transformación y podría utilizarse para alimentar pilas de combustible. El primero genera alrededor de 10 000 millones de euros al año, mientras que el segundo está llamado a acaparar un mercado cuyo volumen en 2016 ascendió a 286 millones de toneladas, el 95 % de las cuales procede actualmente de combustibles fósiles. Demostración piloto Inicialmente, los socios pretendían validar a escala piloto este proceso integrado a lo largo de un mes de producción continuada. Su intención era construir su propia planta y procesar en el digestor 150 toneladas de materia prima de residuos alimentarios mixtos para generar más de 25 000 m3 de biogás y, posteriormente, transformar 2 400 m3 de éste en carbono altamente grafítico, cuyo valor en el mercado es de más de 2 500 euros por tonelada, y RH2. No obstante, el equipo tuvo que afrontar una serie de problemas imprevistos: «Para empezar, el proveedor de uno de los componentes esenciales del equipo se retrasó en la entrega, lo que impidió construir la planta de DA en el curso del proyecto», explicó Slack. El consorcio se vio obligado a obtener biogás de DA a partir de residuos de alimentos de otra fuente mientras no dispuso de instalaciones y productos propios. El proyecto se enfrentó además a otras dificultades: uno de los socios se declaró insolvente, y la evaluación del hidrógeno renovable no se consideró viable comercialmente a dicha escala, por lo que solo pudo efectuarse una validación documental. «A pesar de las contrariedades, en los ensayos obtuvimos PlasCarbon renovable de buena calidad a partir de biometano procedente de residuos de alimentos», puntualizó Slack. Análisis de las oportunidades comerciales La labor del equipo no se dio por concluida en ese punto. «Analizamos las oportunidades comerciales desde una doble perspectiva. En primer lugar, llevamos a cabo una valoración del mercado teniendo en cuenta las posibles aplicaciones del PlasCarbon renovable, tales como baterías, supercondensadores, materiales de caucho, sensores, componentes de electrónica impresa, etc. En una segunda fase, probablemente más importante, llevamos a cabo una caracterización pormenorizada del PlasCarbon renovable para definir en detalle todos sus componentes estructurales y determinar su calidad. Partiendo de estos datos, utilizamos el material para elaborar varios productos piloto, como tintas conductoras, cauchos, estructuras reticulares impresas en 3D, supercondensadores, aplicaciones fotoluminiscentes, catalizadores y posibles oportunidades en el mercado de las pilas de combustible», prosiguió Slack. Uno de los resultados más recientes de PLASCARB es un estudio científico sobre el valor y la utilidad del PlasCarbon renovable, y el equipo concentra ahora sus esfuerzos en desarrollar un portal de captación post-proyecto denominado «PLASCARB Viability Assessment», en el que se publicará información comercial y estudios de caso de aplicaciones de PLASCARB en otros países, como Alemania, Hungría o Noruega. «Estamos sondeando las oportunidades para llevar esta tecnología a la siguiente fase comercial», declaró para concluir Slack.
Palabras clave
PLASCARB, carbono grafítico, hidrógeno renovable, proceso asistido por plasma de microondas, residuos de alimentos, economía verde, biogás
