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Lograr otro hito para las tecnologías basadas en combustibles limpios

El proyecto ASCENT ha sido pionero en el desarrollo de un proceso para la captura de carbono previa a la combustión que respalda los esfuerzos para combatir el cambio climático, el agotamiento de los recursos y la extracción de agua. Este ayuda a favorecer al mismo tiempo la salud humana, la eficacia energética y la calidad de los ecosistemas.
Lograr otro hito para las tecnologías basadas en combustibles limpios
Los sistemas de producción de energía previa a la combustión transforman combustible gaseoso, sólido o líquido para crear una mezcla de hidrógeno (H2) y dióxido de carbono (CO2). El H2 generado, además de ser útil para la producción de electricidad, también podría servir para calentar hogares y propulsar vehículos en el futuro. En esencia, el proceso podría llevarse a cabo sin generar casi ningún tipo de emisión, siempre y cuando el CO2 se capture eficazmente durante el mismo y, por tanto, este enfoque a menudo se promueve como una técnica útil en la lucha contra el cambio climático provocado por el hombre.

Sin embargo, uno de los escollos actuales consiste en que los procesos para separar el CO2, por ejemplo, aquellos que emplean la amina líquida, se desarrollan a temperaturas relativamente bajas, lo cual es costoso, tóxico para el medio ambiente y poco eficaz desde el punto de vista energético.

El proyecto Advanced Solid Cycles with Efficient Novel Technologies (ASCENT), financiado con fondos europeos, logró diseñar una prueba de concepto para tres procesos innovadores a alta temperatura (más de 300 ºC) que capturan CO2 de una manera más rentable y respetuosa con el medio ambiente, al tiempo que generan H2 necesario para la producción de energía de alta eficiencia.

Prueba de concepto para tres procesos

Al explicar la idea fundamental de ASCENT, el doctor Stefano Stendardo, coordinador del proyecto, comenta: «El principal aliciente de la investigación era ir un paso más allá en el estado actual de las tecnologías de baja emisión de carbono en pos de un cambio que reduzca la cantidad de energía necesaria».

Cada uno de los tres procesos a alta temperatura de ASCENT se modelizaron para maximizar la producción de energía y minimizar simultáneamente las emisiones de CO2. Todos los procesos estudiados incluyeron una reacción que requiere calor (endotérmica) y una reacción que libera calor (exotérmica) para logar una combinación novedosa de los dos métodos de producción de calor, hecho que favoreció que todo el proceso fuera más eficiente.

La integración de estas reacciones en un solo reactor permitió un aumento de la temperatura del combustible para una producción más eficaz de H2, con la ventaja añadida de reducir el equipamiento necesario e incrementar la cantidad de energía generada. Además, el calor residual generado durante la separación de CO2 y la producción de H2 puede producir por sí mismo más energía a través de un ciclo termodinámico cerrado.

Los tres conceptos bajo estudio destinados a la producción de combustible rico en H2 para su uso en un ciclo energético o en la industria se diseñaron para funcionar de manera complementaria. Primero, se evaluó un ciclo cerrado de calcio-cobre que combina una reacción endotérmica con una reacción exotérmica en el mismo reactor de lecho fijo. En segundo lugar, los investigadores examinaron un concepto denominado CSHIFT, basado en un sistema muy novedoso de reactor de lecho fluido. Por último, estos probaron un proceso de reacción de reformado por absorción (SER, por sus siglas en inglés) en un reactor de lecho fluido circulante.

Como explica el doctor Stendardo: «Nuestro principal reto fue probar cada tecnología en condiciones industriales de presión y temperatura pertinentes, con materiales fabricados a una escala necesaria para una implementación real».

Una vez que los procesos de ASCENT superaron su prueba de concepto, se procedió a su modelización y simulación a la escala final necesaria para la producción de energía a nivel industrial.

Trabajo para aumentar los niveles de preparación de la tecnología

El proyecto ASCENT incide de manera positiva en todo un conjunto de políticas de la Unión Europea relacionadas con el medio ambiente, incluidas las iniciativas para mejorar la eficacia energética y luchar contra el cambio climático a través del uso de combustibles fósiles limpios. También ayuda a abordar la imperiosa necesidad de asegurar el suministro energético de Europa a largo plazo, junto con la mejora de la competitividad de la industria europea, incluida la participación de pequeñas y medianas empresas

Para continuar con esta labor sacando el máximo provecho de las excelentes propiedades químicas y mecánicas de los materiales de ASCENT, el doctor Stendardo comenta entusiasmado: «Nuestro objetivo es continuar mejorando si cabe aún más el desarrollo y la fabricación de estos materiales. Una posible evolución de las tecnologías de ASCENT es su combinación con energías renovables para el almacenamiento de energía y una mayor reducción de las emisiones de CO2».

Palabras clave

ASCENT, combustible fósil, energía limpia, precombustión, cambio climático, CO2, hidrógeno, energía, electricidad, calor, temperatura, reactor
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