Conversión directa de CO 2 y CH 4 en combustibles líquidos. Crédito:Universidad de Liverpool
Investigadores de la Universidad de Liverpool han logrado un avance significativo en la conversión directa de dióxido de carbono (CO 2 ) y metano (CH 4 ) en combustibles líquidos y productos químicos que podrían ayudar a la industria a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero al tiempo que producen valiosas materias primas químicas.
En un artículo publicado en una revista de química. Angewandte Chemie informan de un proceso de síntesis de plasma muy singular para el directo, Activación en un solo paso de dióxido de carbono y metano en combustibles líquidos y productos químicos de mayor valor (por ejemplo, ácido acético, metanol, etanol y formaldehído) con alta selectividad en condiciones ambientales (temperatura ambiente y presión atmosférica).
Esta es la primera vez que se muestra este proceso, ya que es un desafío importante convertir directamente estas dos moléculas estables e inertes en combustibles líquidos o productos químicos utilizando cualquier proceso convencional de un solo paso (por ejemplo, catálisis) sin pasar por alto la temperatura, proceso de producción de gas de síntesis intensivo en energía y procesamiento de gas de síntesis de alta presión para síntesis química.
La síntesis a temperatura ambiente en un solo paso de combustibles líquidos y productos químicos a partir del reformado directo de CO 2 con CH 4 se logró mediante el uso de un nuevo reactor de plasma no térmico a presión atmosférica con un electrodo de agua y un bajo aporte de energía.
Dr. Xin Tu, del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad, dijo:"Estos resultados muestran claramente que los plasmas no térmicos ofrecen una solución prometedora para superar la barrera termodinámica para la transformación directa de CH 4 y compañía 2 en una gama de combustibles sintéticos y químicos de plataforma estratégicamente importantes en condiciones ambientales. Introducir un catalizador en el proceso químico del plasma, conocido como plasma-catálisis, podría ajustar la selectividad de las sustancias químicas objetivo. "
"Esta es una tecnología de gran avance que tiene un gran potencial para ofrecer un cambio radical en la activación futura del metano, CO 2 conversión y utilización y almacenamiento de energía química, que también es de gran relevancia para la industria química y energética y podría ayudar a abordar los desafíos del calentamiento global y el efecto de los gases de efecto invernadero ".
Las emisiones de metano y dióxido de carbono se consideran gases de efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global y al cambio climático.
Para hacer frente a los desafíos energéticos mundiales derivados de los gases de efecto invernadero, Se están desarrollando tecnologías nuevas y emergentes a un ritmo acelerado.
Plasma, el cuarto estado de la materia, una mezcla de gases cargada eléctricamente, ofrece una alternativa prometedora y atractiva para la síntesis de combustibles y productos químicos, proporcionando una forma única de permitir que se produzcan reacciones termodinámicamente desfavorables en condiciones ambientales.
En plasmas no térmicos, la temperatura del gas permanece baja (tan baja como la temperatura ambiente), mientras que los electrones son altamente energéticos con una temperatura típica de electrones de 1-10 eV, que es suficiente para activar moléculas inertes (por ejemplo, CO 2 y CH 4 ) presentan y producen una variedad de especies químicamente reactivas, incluidos los radicales, átomos excitados, moléculas e iones. Estas enérgicas especies, que se producen a una temperatura relativamente baja, son capaces de iniciar una variedad de reacciones diferentes.
Los sistemas de plasma tienen la flexibilidad de escalar hacia arriba y hacia abajo. Además, la alta velocidad de reacción y el rápido logro del estado estacionario en un proceso de plasma permiten un inicio y apagado rápidos del proceso de plasma en comparación con otros procesos térmicos, lo que reduce significativamente el costo total de la energía y ofrece una ruta prometedora para que el proceso de plasma alimentado por energía renovable (por ejemplo, energía eólica y solar) actúe como un sistema eficiente de almacenamiento de energía química localizado o distribuido.
El proceso altamente atractivo también podría proporcionar una solución prometedora para poner fin a la quema de gas de los pozos de petróleo y gas mediante la conversión de metano quemado en valiosos combustibles líquidos y productos químicos que se pueden almacenar y transportar fácilmente. Alrededor del 3,5% (~ 150 mil millones de metros cúbicos de gas) del suministro mundial de gas natural se quemó con desperdicio, o 'acampanado', en campos de petróleo y gas, emitió más de 350 millones de toneladas de CO 2 .
