Investigadores del ITQ, en cooperación con otras instituciones académicas, la Universidad de Oporto (Portugal, Coordinador), EPFL (Suiza), DLR (Alemania), Pixel Voltaic (Portugal), Paul Wurth (Alemania) y Quantis (Suiza), participan en el Proyecto de investigación proactiva H2020 FET 112CO2.
El objetivo principal del proyecto es desarrollar catalizadores sólidos y un nuevo prototipo de reactor para demostrar un proceso de descomposición de metano semicontinuo estable a largo plazo para la producción de hidrógeno sin dióxido de carbono de forma rentable. La descomposición del metano en hidrógeno y carbono elemental brinda una opción para recuperar energía del metano, el componente principal del gas natural y el biogás, evitando la producción de emisiones de dióxido de carbono gaseoso, es decir, “secuestrando” el residuo de carbono en forma de nanomateriales de carbono sólidos. Sin embargo, la desactivación del catalizador como resultado del bloqueo de los centros tensioactivos por la acumulación de depósitos de carbón, y la necesidad de retirar continuamente este último del reactor para evitar la obstrucción, siguen siendo los principales obstáculos para una operación técnica a largo plazo del proceso en aplicaciones estáticas o móviles.
En respuesta a estos desafíos, el proyecto tiene como objetivo identificar y sintetizar catalizadores sólidos que no solo son altamente activos para la reacción de descomposición del metano, sino que además retienen una alta actividad de hidrogenación local a nanoescala, lo que permite una regeneración intermitente del catalizador basada en la hidrogenación selectiva de depósitos de carbono directamente adheridos en la interfaz con el catalizador con un consumo mínimo de hidrógeno. En general, esto permitirá la liberación semicontinua de carbono elemental (el subproducto de la reacción) y la recuperación de la actividad catalítica. En sinergia con los catalizadores desarrollados, se optimizará y aplicará un concepto de reactor basado en membrana para producir y recuperar selectivamente una corriente de hidrógeno de alta pureza con densidades de energía generales comparables a las de las celdas de combustible de membrana de electrolito polimérico (PEMFC).
Los investigadores de ITQ contribuyen al desarrollo de catalizadores sólidos, en el núcleo de los objetivos del proyecto. El control a nanoescala sobre el tamaño y la composición de los centros metálicos activos soportados, así como su interfaz con la superficie de los portadores de óxidos porosos, se explotan para desentrañar el efecto de estos parámetros a nanoescala tanto en la actividad de descomposición del metano como en la naturaleza química y la reactividad de hidrogenación de los depósitos de carbono, que son fundamentales para lograr una alta productividad y regenerabilidad. Más información sobre el proyecto, así como actualizaciones sobre desarrollos y eventos en el sitio web del proyecto: https://www.112co2.eu/
Este proyecto ha recibido financiación del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea en virtud del Acuerdo de subvención núm. 952219
