Captura de dióxido de carbono con reactores de membrana para hidrógeno
El gas de síntesis, una mezcla de hidrógeno (H2), monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO2), es un producto secundario de las centrales térmicas de carbón y gas. Las membranas de paladio (Pd) son permeables únicamente al H2, lo cual permite separar selectivamente este posible combustible de otras moléculas del gas de síntesis, para así poder generar energía limpia. La condensación del vapor del caudal restante, que principalmente contiene CO2 y vapor, deja CO2 concentrado a alta presión. Así se reduce significativamente la energía de compresión necesaria para su transporte y almacenamiento. Ocho socios de la industria y del estamento académico han aunado sus esfuerzos en el proyecto 'Carbon dioxide capture and hydrogen production with membranes' (CACHET II) , financiado por la UE, para optimizar el rendimiento de las membranas de Pd. Además de añadir propiedades de resistencia al azufre, los miembros del proyecto han trabajado también en el escalado y en la realización de pruebas de estabilidad a largo plazo de las tecnologías de sellado y de substratos. Los miembros de CACHET II han utilizado una herramienta de nueva creación para especificar un diseño optimizado de módulos de membranas piloto y comerciales. Se ha incluido asimismo un modelo de reacción que permite a la herramienta de simulación modelizar el diseño de un reactor de membranas integrado para el desplazamiento de gas del agua, y de un separador de membranas no integrado. CACHET II ha conseguido ampliar las membranas de Pd puro de 50 cm a 1 m, utilizando su técnica exclusiva de recubrimiento no electrolítico. Se ha desarrollado una innovadora tecnología de sellado para los conjuntos modulares destinados a la explotación comercial, basados en la unión directa de las membranas cerámicas con tubos de acero inoxidable. Se ha conseguido una mayor tolerancia al azufre en las membranas mediante el desarrollo de una membrana de Pd aleado con plata y oro. Un novedoso proceso de sorción de sulfuro de hidrógeno (H2S) a alta temperatura, basado en cobre, ha permitido reducir en un 25 % el consumo de energía por tonelada de CO2 evitada. Se confía así en mejorar significativamente las ventajas económicas y la competitividad de las membranas de Pd en aplicaciones con combustibles sólidos. CACHET II ha publicado siete artículos en publicaciones especializadas arbitradas y actualmente se están preparando otros cinco artículos. Este amplio programa divulgativo se completa con conferencias y talleres a nivel europeo e internacional, así como con la próxima publicación de un libro titulado «Pd Membrane Technology and Applications» («Tecnología y aplicaciones de las membranas de Pd»). Si bien no se espera el despliegue comercial de la captura y almacenamiento de carbono en Europa hasta 2020-2030, la combinación que CACHET II propone —la producción de H2 con la purificación de H2 para la industria de los semiconductores— anuncia el desarrollo de una nueva industria.
