Una tecnología disruptiva valoriza la separación del metano
Para cumplir los objetivos del Pacto Verde, Europa debe encontrar la manera de descarbonizar rápidamente el sector energético. La separación del metano (SM), o descomposición del metano, separa las moléculas de metano en carbono sólido e hidrógeno combustible. Sin embargo, este proceso presenta varios retos que impiden su adopción por el mercado. Un equipo interdisciplinar formado por universidades, investigadores e industrias hizo avanzar significativamente la SM catalítica, convirtiéndola en una tecnología descarbonizada más viable.
Reacciones catalíticas de baja temperatura
El proyecto 112CO2, financiado con fondos europeos, comenzó con un estudio exhaustivo para comprender mejor el proceso químico y físico de la pirólisis. Adquirir este conocimiento fundamental era clave para el objetivo principal del 112CO2. El coordinador del proyecto, Adélio Mendes, afirma: «El objetivo siempre fue lanzar los fundamentos de una tecnología disruptiva y de bajo coste para descarbonizar rápidamente el sector energético». La temperatura es un factor elemental en el proceso catalítico. Otros consorcios están estudiando la viabilidad de utilizar altas temperaturas (por encima de 900 ºC), pero esta opción consume mucha energía y, dependiendo de la tecnología, también puede ser peligroso utilizarla. El equipo de 112CO2 quería producir una solución utilizando bajas temperaturas (entre 500 y 650 ºC). Ello se pudo conseguir utilizando metano puro, pero se llegó a la conclusión de que no era el mejor enfoque cuando se utilizaba gas natural o biometano, ya que esta tecnología provocaba la acumulación de contaminantes en el interior del reactor. El proyecto descubrió que funcionando a una temperatura intermedia (entre 750 y 850 °C) se obtenía un reactor más estable y con mayor densidad de potencia.
Abordar la acumulación de carbono
Tanto en las reacciones a baja temperatura como a temperatura intermedia, la SM catalítica provocó la acumulación de carbono sólido en los catalizadores. El proyecto 112CO2 abordó este reto realimentando periódicamente hidrógeno e invirtiendo la reacción química. Ello permitió que la acumulación de carbono disminuyera y, en condiciones de baja temperatura, también regeneró el catalizador. Desarrollar un catalizador muy activo y estable y mantenerlo sin acumulación de carbono fueron logros importantes. «Los resultados más relevantes del proyecto 112CO2 son el desarrollo (por primera vez) de un catalizador a base de níquel auténticamente estable y el proceso de regeneración para pelar cíclicamente las partículas de carbono formadas y conseguir regenerar el catalizador», afirma Mendes.
El futuro de los subproductos valorizados
Producir hidrógeno limpio resulta esencial para descarbonizar el sector energético. Además de usar el biometano para producir combustibles rentables como el metanol verde (que contiene hidrógeno y un reactante intermedio), esta tecnología puede contribuir a un futuro más ecológico eliminando CO2 de la atmósfera. Además, los materiales grafíticos renovables de alto valor obtenidos en el proceso tienen numerosas aplicaciones, como electrodos para dispositivos electroquímicos. El consorcio 112CO2 superó muchos retos para producir un reactor de SM sencillo y rentable que se espera que funcione durante más de diez mil horas sin pararse. Sin embargo, todavía quedan varios retos por superar antes de que la tecnología esté lista para su implantación. Por ejemplo, ¿cuál sería la mejor manera de purificar el hidrógeno y eliminar los contaminantes del reactor? ¿Cuál es la mejor manera de optimizar las condiciones y controlar los costes en lo relativo a la estructura del catalizador y su temperatura y presión? Los socios del proyecto esperan abordar dichas cuestiones en la próxima fase de la investigación. Han recibido financiación para un proyecto de transición del Consejo Europeo de Innovación, ZeroCarb, que comenzará en abril de 2025. Para lograr una Europa sin carbono, Mendes afirma: «El equipo de investigación espera construir el primer demostrador realmente industrial para 2028». Más información sobre el proyecto 112CO2 aquí.
Palabras clave
112CO2, tecnología disruptiva, descomposición del metano, separación del metano, sin carbono, reacciones catalíticas, eliminación del carbono, catalizador a base de níquel, hidrógeno, carbono grafítico
