Convertir el CO2 y agua directamente en combustible de Hidrocarburo líquido

Un equipo de la Universidad de Texas en Arlington químicos e ingenieros han demostrado que la luz concentrada, el calor y las presiones altas pueden conducir la conversión de una fase de dióxido de carbono y agua directamente en los combustibles de hidrocarburos líquidos utilizables.

Esta sencilla y barata nueva tecnología de combustibles sostenibles potencialmente podría ayudar a limitar el calentamiento global mediante la eliminación de dióxido de carbono de la atmósfera para producir combustible. El proceso también vuelve el oxígeno en el sistema como un subproducto de la reacción, con un impacto ambiental positivo claro, dijeron los investigadores.

“Nuestro proceso también tiene una ventaja importante sobre la batería o impulsado gaseosa de hidrógeno tecnologías de vehículos ya que muchos de los productos de hidrocarburos de nuestro reacción son exactamente lo que usamos en automóviles, camiones y aviones, por lo que no habría necesidad de cambiar la distribución de combustible actual sistema“, dijo Frederick MacDonnell, UTA presidente interino de la química y la bioquímica y co-investigador principal del proyecto.

Titulado “photothermochemical combustión inversa alcano Solar”, los investigadores demuestran que la conversión de una fase de dióxido de carbono y agua en hidrocarburos líquidos y oxígeno se puede lograr en un reactor de flujo photothermochemical que funciona a 180 a 200 C y presiones de hasta 6 atmósferas.

“Somos los primeros en utilizar la luz y el calor para sintetizar hidrocarburos líquidos en un solo reactor escalonado a partir de dióxido de carbono y agua,” dijo Brian Dennis, profesor UTA de ingeniería mecánica y aeroespacial y co-investigador principal del proyecto.

Luz concentrada impulsa la reacción fotoquímica, que genera productos intermedios de alta energía y de calor para conducir reacciones termoquímicas de cadena de formación de carbono, lo que produce hidrocarburos en un proceso de un solo paso”.

Duane Dimos, vicepresidente de UTA para la investigación felicitó a los investigadores sobre su éxito.

“El descubrimiento de un proceso de un solo paso para generar combustibles de hidrocarburos renovables a partir de dióxido de carbono y el agua es un gran logro”, dijo Dimos. “Este trabajo refuerza la reputación de UTA como una institución líder en investigación en el área de Impacto Ambiental Global, según lo establecido en nuestro Plan Estratégico 2020.”

El catalizador fotoquímico y termoquímico híbrido utilizado para el experimento se basó en dióxido de titanio, un polvo blanco que no puede absorber la totalidad del espectro de luz visible.

“Nuestro siguiente paso es el desarrollo de una foto-catalizador más compatible con el espectro solar”, dijo MacDonnell. “Entonces podríamos utilizar más eficazmente el espectro completo de la luz incidente a trabajar hacia el objetivo general de un combustible líquido solar y sostenible.”

Los autores prevén el uso de espejos parabólicos para concentrar la luz solar en el lecho de catalizador, proporcionando calor y foto-excitación para la reacción. El exceso de calor podría incluso ser utilizado para conducir las operaciones relacionadas para una instalación de combustibles solar, incluyendo separaciones de productos y purificación de agua.

La investigación fue apoyada por subvenciones de la National Science Foundation y la Fundación Robert A. Welch. Wilaiwan Chanmanee, investigador asociado postdoctoral en ingeniería mecánica y aeroespacial, y Mohammad Fakrul Islam, asistente de investigación y Ph.D. candidato en el departamento de Química y Bioquímica de la UTA, también participó en el proyecto.

MacDonnell y Dennis han recibido más de $ 2.6 millones en subvenciones y financiación corporativa para proyectos de energía sostenible en los últimos cuatro años.

investigaciones MacDonnell y Dennis también se centran en la conversión de gas natural para uso como el diesel de alto grado y combustible para aviones. Los investigadores desarrollaron la tecnología de conversión de gas a líquido en colaboración con un socio industrial en el Centro de UTA para la Energía Renovable y la tecnología de la ciencia, o la cresta, laboratorio, y ahora están trabajando para comercializar el proceso.

MacDonnell también ha trabajado en el desarrollo de nuevos fotocatalizadores para la generación de hidrógeno, con el objetivo de crear un sistema fotosintético artificial que utiliza energía solar para dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno podría ser utilizado como un combustible limpio.

By  Universidad de Texas en Arlington