Nuevo proceso para convertir dióxido de carbono en gasolina

El inexorable agotamiento de los yacimientos de petróleo, junto con crisis geopolíticas como la actual del estrecho de Ormuz y el aumento del dióxido de carbono en la atmósfera, hacen cada vez más insostenible obtener gasolina, nafta y otros compuestos de hidrocarburos siguiendo las pautas tradicionales.

Ya existen algunas tecnologías para elaborar hidrocarburos líquidos empleando dióxido de carbono como ingrediente. Típicamente, se ejecuta un proceso de dos pasos. Primero, el dióxido de carbono (CO₂) es convertido en monóxido de carbono (CO) mediante la reacción inversa de desplazamiento de gas de agua (RWGS por sus siglas en inglés), que requiere temperaturas superiores a los 800 grados centígrados debido a la estabilidad química del CO₂. Posteriormente, la síntesis Fischer-Tropsch convierte el CO y el hidrógeno en hidrocarburos líquidos a temperaturas más bajas pero a presiones bastante altas, lo que requiere maquinaria compleja.

Unos científicos han superado estas limitaciones al desarrollar un sistema catalizador que permite la conversión en un solo proceso. Esta tecnología de hidrogenación directa permite que el CO₂ y el hidrógeno reaccionen directamente para formar hidrocarburos líquidos sin el paso de alta temperatura de la reacción RWGS. Además, el proceso es más barato y estable que los basados en el sistema tradicional.

El logro es obra de un equipo encabezado por Jingyu Chen, del Instituto de Investigación en Tecnología Química de Corea del Sur.

La nueva tecnología opera en condiciones bastante suaves, aproximadamente a una temperatura de entre 270 y 330 grados centígrados y a una presión de entre 10 y 30 bares. Mediante la incorporación de reacciones en varias etapas y el reciclaje de materiales no consumidos en las reacciones, el sistema alcanza actualmente un rendimiento de síntesis de hidrocarburos líquidos de alrededor del 50%.

Los creadores del proceso prevén que, al integrarse con energías renovables, esta tecnología podría convertirse en un componente clave de los sistemas PtL (Power-to-Liquids), que transforman electricidad renovable, CO₂ capturado e hidrógeno obtenido limpiamente, en combustibles líquidos sostenibles.

El proceso ya está siendo probado en una pequeña planta piloto, con una producción diaria de aproximadamente 3 bidones de 20 litros cada uno.

Planta piloto de conversión de dióxido de carbono en gasolina o nafta mediante el nuevo proceso. (Foto: Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT))

Esta tecnología es adaptable a la escala industrial, resultando viable construir plantas capaces de producir más de cien mil toneladas cada año.

Chen y sus colegas exponen los detalles técnicos del nuevo proceso en la revista académica ACS Sustainable Chemistry & Engineering, bajo el título “Cascade Conversion of CO2 to Gasoline-Range Hydrocarbons over KFeZnOx and Zn/HZSM-5 Catalysts: Role of Zn as an Acidity Modifier”. (Fuente: NCYT de Amazings)