Aumento de la durabilidad de las celdas de combustible
A la vista de la presión creciente sobre el clima, reducir la huella de carbono global es una cuestión vital. El objetivo a largo plazo es sustituir los combustibles fósiles por combustibles renovables o derivados de residuos. La captura y el secuestro de las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono (CO2), llamado proceso de captura y secuestro de carbono (CSS), es un paso intermedio hasta que se pueda completar dicha transición. El grupo de científicos que trabajan en el proyecto MCFC-CONTEX , financiado por la Unión Europea, se afanan en optimizar el aprovechamiento de las celdas de combustible de carbonato fundido (MCFC) con este fin. Las MCFC pueden extraer CO2 de los efluentes gaseosos procedentes de las centrales eléctricas en el lado del cátodo y convertir combustibles sostenibles a base de hidrocarburos, como el biogás, en electricidad en el otro extremo. Así, se pueden utilizar en una planta de tratamiento de aguas residuales como un generador CHP MCFC alimentado por biogás procedente del proceso de tratamiento. Los contaminantes de los combustibles no convencionales de origen orgánico (derivados de residuos) provocan la degradación del rendimiento de las MCFC y los investigadores trabajan en resolver este obstáculo. Estudian los mecanismos de envenenamiento para determinar los límites de tolerancia de las MCFC para lograr rendimiento y fiabilidad a largo plazo. A la vez, también trabajan en optimizar la limpieza de biogás procedente del tratamiento de aguas residuales y de gas natural a fin de garantizar que los niveles de purificación sean adecuados a las tolerancias de las MCFC. Los científicos empezaron por determinar la relevancia y la prioridad de los contaminantes seleccionados. En el lado del combustible, relacionados con la conversión del biogás en calor y electricidad, la contaminación del ánodo se debe, principalmente, a la presencia de sulfuro de hidrógeno (H2S), hidrocarburos halogenados y siloxanos. En el lado de la oxidación, en el caso de centrales eléctricas basadas en combustión y separación de CO2 actualizadas, se estudió la contaminación del cátodo mediante dióxido de azufre (SO2) y óxido de nitrógeno. Así se descubrió un efecto inesperado del SO2 en el cátodo que da lugar a la contaminación del ánodo a través del electrolito. Al parecer, el efecto depende bastante del uso de combustible. Se ha desarrollado un modelo y está previsto realizar pruebas de validación en condiciones sin contaminación. El trabajo realizado hasta la fecha ha dado lugar a un diseño preliminar de un sistema de limpieza de gases a escala industrial optimizado que, en última instancia, dará lugar a una unidad de limpieza de gases a escala piloto. El proyecto MCFC-CONTEX espera lograr un impacto importante sobre el aprovechamiento de biogás y la CCS. Los avances en esta área ofrecerán soluciones a medio y largo plazo para los desafíos energéticos crecientes relacionados con el cambio climático global.
