La búsqueda de la Armada de impulsar sus barcos convirtiendo el agua de mar en combustible está un paso más cerca de su realización.

Ingenieros químicos de la Universidad de Rochester, en colaboración con investigadores del Laboratorio de Investigaciones Navales, la Universidad de Pittsburgh, y OxEon Energy, han demostrado que un catalizador de carburo de molibdeno promovido por potasio convierte de manera eficiente y confiable el dióxido de carbono en monóxido de carbono, un paso crítico en el proceso.

"Esta es la primera demostración de que este tipo de catalizador de carburo de molibdeno se puede utilizar a escala industrial, "dice Marc Porosoff, profesor asistente de ingeniería química en Rochester. En un papel en Ciencias de la energía y el medio ambiente , los investigadores describen una serie exhaustiva de experimentos que realizaron a nivel molecular, escalas de laboratorio y piloto para documentar la idoneidad del catalizador para la ampliación.

Si los barcos de la Armada pudieran crear su propio combustible a partir del agua de mar por la que viajan, 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 con los buques cisterna para reponer su fueloil, lo que puede ser difícil en condiciones climáticas adversas. 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 a una tasa de eficiencia del 92 por ciento.

Desde entonces, la atención se centró en aumentar la eficiencia del proceso y escalarlo 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. Entonces, es necesario convertir primero el dióxido de carbono en monóxido de carbono a través de la reacción de cambio inverso de agua y gas (RWGS), que luego se pueden convertir en hidrocarburos líquidos a través de la síntesis de Fischer-Tropsch (FTS). Típicamente, Los catalizadores para RWGS contienen metales preciosos costosos y se desactivan rápidamente en las 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 la operación continua del estudio a escala piloto de 10 días.

Por eso es importante esta demostración del catalizador de carburo de molibdeno.

Porosoff, quien comenzó a trabajar en el proyecto mientras se desempeñaba como investigador asociado postdoctoral con el equipo de Willauer, descubrió que la adición de potasio a un catalizador de carburo de molibdeno soportado sobre una superficie de gamma alúmina podría servir como un bajo costo, estable, y catalizador altamente selectivo para convertir dióxido de carbono en monóxido de carbono durante RWGS.

El potasio reduce la barrera energética asociada con la reacción RWGS, mientras que la gamma alúmina, marcada con ranuras y poros, como una esponja:ayuda a garantizar que las partículas de catalizador de carburo de molibdeno permanezcan dispersas, maximizar el área de superficie disponible para la reacción, Dice Porosoff.

Para determinar si el carburo de molibdeno promovido por 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 contaminantes comunes que se encuentran en los gases de combustión, como el mercurio, azufre, cadmio y cloro.