La tecnología electroquímica convierte biolíquidos en combustibles sostenibles
Los biolíquidos brutos, como el licor negro (un subproducto de la producción de pasta de papel) y los líquidos de pirólisis (derivados de la biomasa), constituyen alternativas prometedoras a los combustibles fósiles. Sin embargo, su inestabilidad química y su compleja composición complican la producción de biocarburantes a gran escala. El proyecto proyecto EBIO, financiado con fondos europeos, ha desarrollado un proceso de mejora electroquímica que estabiliza los biolíquidos y los hace compatibles con las refinerías existentes. A diferencia de los métodos termoquímicos tradicionales, la electroquímica funciona en condiciones moderadas, lo cual ofrece un mayor control sobre el proceso de conversión.
Progresar en la producción electroquímica de biocarburantes
Para mejorar la transformación de biolíquidos en combustibles y productos químicos, el equipo del proyecto se centró en la estabilización del licor negro y los líquidos de pirólisis. «En EBIO aplicamos la electroquímica para mejorar los biolíquidos crudos en lo que respecta a su estabilidad de almacenamiento y su idoneidad para los procesos de refinado», explica Roman Tschentscher, coordinador del proyecto EBIO. Las propiedades del licor negro lo hacen apto para el tratamiento electroquímico directo, pero los líquidos de pirólisis requieren un fraccionamiento previo. «El licor negro tiene propiedades electrolíticas adecuadas, en términos de viscosidad, sal y contenido de lignina, y puede introducirse directamente en un electrolizador. En el caso de los líquidos de pirólisis, es necesario un fraccionamiento previo en flujos ligníticos y celulósicos o hemicelulósicos para lograr una conversión selectiva de los compuestos objetivo», explica Tschentscher. Para optimizar la eficiencia del proceso, EBIO estableció protocolos avanzados de análisis de biolíquidos, garantizando así un mayor control de las reacciones de conversión y maximizando el rendimiento de los biocombustibles.
Avances electroquímicos para un refinado eficiente
Un logro importante fue la validación de electrodos de diamante dopados con boro, que demostraron una gran eficacia en la mejora de biolíquidos. El proyecto demostró que los biolíquidos mejorados pueden procesarse junto con los combustibles convencionales, adaptándose a la infraestructura de refinado actual. Dicho logro es crucial: permite el coprocesamiento directo de estas materias primas biológicas en refinerías sin necesidad de grandes modificaciones. Al garantizar que los biolíquidos mejorados cumplen las especificaciones de la industria, el equipo de EBIO refuerza los argumentos a favor de la adopción a gran escala de la mejora electroquímica. Además, este planteamiento ofrece la oportunidad de reutilizar los activos de las refinerías existentes, reduciendo los costes asociados a la transición hacia métodos de producción de combustible más sostenibles. Si se aplica a gran escala, el proceso electroquímico de EBIO podría producir hasta 61 millones de toneladas de biocombustibles al año, lo que contribuiría significativamente al abastecimiento energético sostenible de Europa.
Eficacia energética y sostenibilidad
Una de las ventajas más significativas de la mejora electroquímica radica en su eficiencia energética. Ello elimina la necesidad de producir hidrógeno por separado, lo cual permite que el sistema sea más compacto y sostenible. «La mejora electroquímica utiliza la electricidad directa para producir iones reactivos de oxígeno e hidrógeno mediante la división del agua, que reaccionan con las fracciones biolíquidas en el mismo electrolizador. La combinación energética para suministrar esta electricidad es el factor dominante para determinar la sostenibilidad del proceso», explica Tschentscher. Para garantizar unas emisiones de carbono mínimas, el sistema puede alimentarse con fuentes de energía renovables como la eólica, la solar o la hidroeléctrica. Dicho planteamiento se ajusta a los objetivos europeos de energía baja en carbono, lo cual permite que los biocarburantes sean más sostenibles desde el punto de vista medioambiental.
Preparar la adopción a gran escala
El éxito del proyecto EBIO se basó en la colaboración en toda la cadena de valor de los biocarburantes. El equipo del proyecto reunió a proveedores de materias primas, desarrolladores de tecnología y refinadores, garantizando la optimización de cada etapa del proceso para su implantación industrial. «Ya durante la redacción de la propuesta de EBIO, se formaron de forma natural pequeños equipos de dos o tres socios como resultado de su complementariedad en competencias, infraestructuras e intereses», afirma Tschentscher. Al impulsar el intercambio de conocimientos intersectoriales, el proyecto reforzó las asociaciones entre instituciones de investigación y partes interesadas de la industria. Una ventaja fundamental de la tecnología de EBIO es su perfecta integración en las operaciones existentes en las refinerías. «Las biorrefinerías, especialmente las fábricas de pasta de papel, llevan décadas optimizando su funcionamiento industrial. La conversión electroquímica de biolíquidos crudos a medida que se producen, y en condiciones comunes a las de las biorrefinerías, aumentará significativamente el interés de las fábricas de pasta de papel y otras biorrefinerías en su posterior ampliación y comercialización», señala Tschentscher. La utilización en el proyecto de catalizadores de metales no nobles y de nuevos procesos de separación ha mejorado aún más su viabilidad comercial. Dichos avances permiten que la mejora de biolíquidos sea más rentable, reforzando el potencial de EBIO como solución de biocombustible escalable y sostenible.
Palabras clave
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