La búsqueda de la Armada para alimentar a sus barcos mediante la conversión de agua de mar en combustible está un paso más cerca de dar sus frutos.
Los ingenieros químicos de la Universidad de Rochester, en colaboración con investigadores del Laboratorio de Investigación Naval, la Universidad de Pittsburgh y OxEon Energy, han demostrado que un catalizador de carburo de molibdeno promovido por el potasio convierte de manera eficiente y fiable el dióxido de carbono en monóxido de carbono, un paso fundamental en el proceso.
“Esta es la primera demostración de que este tipo de catalizador de carburo de molibdeno puede ser utilizado a escala industrial”, dice Marc Porosoff, profesor asistente de ingeniería química en Rochester.
En un artículo en Energía y Ciencias Ambientales, los investigadores describen una exhaustiva serie de experimentos que llevaron a cabo a escala molecular, de laboratorio y piloto para documentar la idoneidad del catalizador para la ampliación de escala.
Si los barcos de la Armada pudieran crear su propio combustible a partir del agua de mar que atraviesan, podrían permanecer en funcionamiento continuo.
Aparte de unos pocos portaaviones y submarinos de propulsión nuclear, la mayoría de los buques de la Armada deben alinearse periódicamente junto a los buques cisterna para reponer su combustible, lo que puede ser difícil en condiciones de mal tiempo.
En 2014, un equipo del Laboratorio de Investigación Naval dirigido por Heather Willauer anunció que había utilizado un convertidor catalítico para extraer dióxido de carbono e hidrógeno del agua de mar y luego convertir los gases en hidrocarburos líquidos con una tasa de eficiencia del 92%.
Desde entonces, la atención se ha centrado en el aumento de la eficiencia del proceso y en su ampliación para producir combustible en cantidades suficientes.
El dióxido de carbono extraído del agua de mar es extremadamente difícil de convertir directamente en hidrocarburos líquidos con los métodos existentes. Por lo tanto, es necesario convertir primero el dióxido de carbono en monóxido de carbono mediante la reacción de cambio agua-gas (RWGS), que luego puede convertirse en hidrocarburos líquidos mediante la síntesis Fischer-Tropsch (FTS).
Típicamente, los catalizadores para el RWGS contienen metales preciosos caros y se desactivan rápidamente en condiciones de reacción. Sin embargo, el catalizador de carburo de molibdeno modificado con potasio se sintetiza a partir de componentes de bajo costo y no mostró ningún signo de desactivación durante el funcionamiento continuo del estudio a escala piloto de 10 días.
Por eso es importante esta demostración de catalizador de carburo de molibdeno.
Porosoff, que comenzó a trabajar en el proyecto mientras se desempeñaba como investigador postdoctoral asociado al equipo de Willauer, descubrió que la adición de potasio a un catalizador de carburo de molibdeno apoyado en una superficie de gamma alúmina podría servir como un catalizador de bajo costo, estable y altamente selectivo para convertir el dióxido de carbono en monóxido de carbono durante el RWGS.
El potasio reduce la barrera energética asociada a la reacción del RWGS, mientras que la alúmina gamma -marcada con ranuras y poros, como una esponja- ayuda a asegurar que las partículas catalizadoras de carburo de molibdeno permanezcan dispersas, maximizando la superficie disponible para la reacción, dice Porosoff.
Para determinar si el carburo de molibdeno promovido por el potasio también podría ser útil para capturar y convertir el dióxido de carbono de las centrales eléctricas, el laboratorio realizará más experimentos para probar la estabilidad del catalizador cuando se exponga a los contaminantes comunes que se encuentran en los gases de combustión como el mercurio, el azufre, el cadmio y el cloro.
Noticia tomada de: Phys / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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