Catalizador para transformar y reutilizar el CO2 y el metano

Una de las estrategias de lucha contra el cambio climático es hallar procesos que permitan la reutilización de los gases de efecto invernadero, y así evitar su emisión a la atmosfera. Un grupo de científicos del CSIC han desarrollado un catalizador para reutilizar y transformar el CO2 y el metano, y obtener gas de síntesis (sintegas).  

El gas de síntesis o sintegas, es un gas constituido fundamentalmente por hidrógeno y monóxido de carbono, que se puede obtener a partir de sustancias con alto contenido en carbono.  El sintegas se usa como materia prima para la síntesis de múltiples productos químicos y combustibles.

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Científicos del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, ambos centros pertenecientes al CSIC (España), y del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina (CONICET) han desarrollado un catalizador sólido aplicable a la obtención de gas de síntesis. El material es muy poroso, lo que hace que la superficie activa sea muy elevada, tiene un tamaño de partícula pequeño y un alto grado de cristalinidad.

De momento, el catalizador ha sido probado en laboratorio, a escala de miligramos y con resultados muy satisfactorios, en dos tipos de procesos: para la producción de sintegas por reducción catalítica de CO2 con hidrógeno y para la obtención de sintegas por oxidación parcial de metano, otro gas de efecto invernadero.

Micrografía del catalizador, obtenida por microscopía electrónica de barrido. (Foto: CSIC)

En el primer proceso, el material mantuvo la actividad catalítica en continuo durante, al menos, 100 horas sin interrupción, se obtuvo la conversión máxima de CO2 (en equilibrio termodinámico) y una selectividad a monóxido de carbono del 100%. En el segundo proceso, también se obtuvieron conversiones máximas de metano a gas de síntesis.

Ahora, los científicos quieren probar el proceso a escala de planta piloto. Tal como explican Consuelo Alvarez Galván y José Antonio Alonso, científicos del CSIC e investigadores principales del proyecto, el objetivo es aplicar estos procesos en centrales térmicas o en plantas de gasificación de biomasa para convertir residuos en recursos químicos y energéticos.  

Por ejemplo, en el caso de la transformación de CO2,  “habría que capturar el CO2 en su fuente, separándolo de los otros gases que se generan en los procesos industriales y  canalizarlo hasta el reactor catalítico para reducirlo con hidrógeno renovable”. Después, con el monóxido de carbono obtenido, mediante otros procesos, como la síntesis Ficher-Tropsch o la síntesis de metanol,  podrían obtenerse hidrocarburos y compuestos oxigenados de interés como productos químicos y combustibles”.

La estructura porosa especial permite una alta dispersión de la fase activa del catalizador y una actividad excepcionalmente alta por unidad de masa de catalizador. Su método de síntesis es sencillo y fácilmente escalable. Tanto el material catalítico como el proceso de obtención y su aplicación a las reacciones en los que hasta el momento ha sido probado (reducción de dióxido de carbono a monóxido de carbono con hidrógeno y oxidación parcial de metano a gas de síntesis), han sido objeto de una solicitud de patente. (Fuente: CSIC)