El dióxido de carbono (CO2) puede ser un combustible

[Mª Jesús Marcos]

Siguiendo los principios básicos de la sostenibilidad  que son Reducir, Reciclar y Reutilizar, cada vez son más numerosos los grupos de investigación que plantean la posibilidad de reutilizar el CO2, convirtiéndolo de nuevo en combustible como alternativa a su captura, transporte y almacenamiento. Así, se evitan los inconvenientes de este último procedimiento que, además de incrementar el coste de producción en un 30%, implica la disminución de la eficiencia de los ciclos, gasto de energía adicional con sus correspondientes emisiones de CO2, acondicionamiento de los lugares de almacenamiento, etc.

La molécula de dióxido de carbono es extraordinariamente estable, casi tanto como la del agua:  la reducción del dióxido de carbono a monóxido y la descomposición térmica del agua para producir hidrógeno necesitan un aporte de energía entorno a los 300 kJ/mol y temperaturas elevadas. Ambos procesos tienen, además, un grave inconveniente que es la tendencia a recombinarse de los productos en el caso de no realizarse una separación inmediata, lo que reduce en gran medida su eficiencia:

 

T = 3000ºC:  CO2 ==> CO2 + 1/2 O2   DH = 282,5 kJ / mol

T = 3500ºC:  H2O ==> H2 + 1/2 O2     DH = 295,6 kJ / mol

 

Al ser reacciones que necesitan un gran aporte de calor, estos procesos únicamente tienen sentido desde el punto de vista energético si la fuente de energía que se utiliza es renovable, suponiendo el proceso una transformación de una energía difícilmente almacenable o transportable (viento, radiación solar) en un combustible líquido o gaseoso que pueda utilizarse en sistemas convencionales de producción  de electricidad ó calor. Lógicamente, al igual que la captura y almacenamiento, este tecnología va dirigida a grandes plantas de producción de energía eléctrica en los que la cantidad de dióxido de carbono generado es considerable y está concentrado, quedando excluido en principio el sector transporte que consta de multitud de pequeñas fuentes móviles.

 

Otra posibilidad partiendo de CO2 y metano es la obtención de gas de síntesis (CO+H2) o metanol mediante procesos térmicos de reformado seco y ciclos termoquímicos,  aportando el calor necesario con tecnología solar o nuclear.

 

El “reformado seco de metano” consiste en la reacción CH4+CO2=CO+H2 (247 kJ/mol, T=900ºC) El producto es un gas de síntesis con menor proporción H2/CO que el obtenido mediante reformado convencional (con vapor de agua), muy adecuado para procesos como Fisher-Tropsch que va dirigido a la obtención de hidrocarburos. El principal inconveniente de este proceso, y en el que debe incidir investigaciones futuras, es que la ausencia de agua provoca la formación de carbón que lleva a una rápida desactivación del catalizador. La sustitución de los catalizadores convencionales por otros más novedosos podría resolver el problema.

 

En cuanto a la producción de metanol mediante un ciclo termoquímico híbrido (los ciclos termoquímicos son reacciones de oxidación-reducción sucesivas que rebajan los requerimientos energéticos, la temperatura necesaria y aumenta la eficiencia con respecto a las reacciones directas), se parte de CO2, CH4 y H2O,  y, en cuatro fases (una de ellas electrolítica), se logra obtener metanol a temperaturas entorno a los 700ºC, muy inferiores a las que requiere el proceso directo. Se  logra así incorporar la energía solar (térmica y fotovoltaica) o nuclear en un combustible líquido.

 

Por último y como más novedoso, mediante procesos fotoquímicos se intenta reproducir en laboratorio el proceso de la fotosíntesis, que a partir de dióxido de carbono y agua con el aporte de luz solar (fotones) produce hidratos de carbono como por ej. glucosa y como subproducto oxígeno:

 

6 CO2 + 6 H2O ==> C6H12O6 + 6 O2

 

El problema de la fotosíntesis artificial es encontrar una molécula artificial que se mantenga polarizada suficiente tiempo para reaccionar.

 

El Proyecto ELCAT, financiado por la Comisión Europea  y en el que colaboran  institutos de investigación y universidades de Francia, Italia, Alemania y Grecia intenta, reproducir este proceso.  

 

En una primera etapa fase se rompe la molécula de agua  en protones, oxígeno y electrones, utilizando energía solar y un catalizador de titanio. Los electrones liberados se emplean en una segunda etapa para  reducir el CO2 y unir los átomos de carbono, obteniéndose moléculas largas de hidrocarburo. En en esta segunda fase se utilizan catalizadores de platino y paladio en el interior de nanotubos de carbono. En la actualidad se logran obtener cadenas de hasta 8 o 9 carbonos con una eficiencia  del 1% a temperatura ambiente (eficiencia de la fotosíntesis 3-5%). Los investigadores consideran que, en un futuro, la utilización de sistemas solares de concentración  mejorará la eficiencia del proyecto y que en una década podría ser viable el proceso a nivel industrial.

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84 comentarios

  1. aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

  2. Hola chicos energeticos:

    Creo que el titulo está errado.No,el dióxido de carbono NO puede usarse como combustible.Lo podemos reducir por fotosintesis(lento)

    por cualquier método fisico-quimico,pero la energia necesaria para ello va a ser NECESARIAMENTE mayor que la conseguida despues,por lo tanto HABREMOS CONTAMINADO MAS¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡

    Lo que si podemos hacer para encontrar una ecuacion energetica sostenible es la AISLACION TERMICA Y LA AUSTERIDAD HUMANA.

    En ambos casos estaremos ahorrando emision de CO2.

    Una bicicleta nos transporta con un consumo de 100 WH

    mientras un auto moderno lo hace con 20.000 WH(esto da que la bicicleta es 200 veces menos emisora de CO2.(a baja velocidad)

    Un igloo de nieve mantiene un gradiente de -40 ºC a 20 ºC,esto es

    60 ºC de diferencia térmica,con solo un candil de grasa de foca.

    Estos ejemplos extremos los doy solo para mostrar la amplitud del

    campo de investigacion.

    Felicitaciones a todos por la inquietud despertada por el tema.

    Chau,Ebert

  3. Tienes razón, la termodinámica nos dice que en cualquier proceso de transformación química consumiremos más energía de la que generaremos, por eso únicamente este proceso tiene sentido cuando utilizamos energías renovables en el mismo, en la noticia se dice literalmente:

    Al ser reacciones que necesitan un gran aporte de calor, estos procesos únicamente tienen sentido desde el punto de vista energético si la fuente de energía que se utiliza es renovable, suponiendo el proceso una transformación de una energía difícilmente almacenable o transportable (viento, radiación solar) en un combustible líquido o gaseoso que pueda utilizarse en sistemas convencionales de producción de electricidad ó calor.

    Y complemente de acuerdo en que la sostenibilidad comienza por el ahorro energético.

    Mª Jesús

  4. Me parece interesante el planteamiento de Eduardo Rivero San Martin, acerca de recuperar el CO2 que emiten las fermentaciones alcohólicas, ¿ alguien conoce alguna industria que aplique tecnologías para su recuperación?

    saludos

  5. Ante todo muchas gracias por su atencion, mi persona esta realizando un estudio sobre el tratamiento del dioxido de carbono en las planta de procesamiento de gas natural y se vea de una o otra forma eso tambien es industrializar el dioxido de carbono y yo queria saber si existe alguna tecnologia sobre el tratamiento de dioxido de carbono y el costo que me implica este proyecto

  6. Realmente tienen razon la molecula de CO2 es demasiado estable, estoy de acuerdo con ustedes, pero creo que pasan por alto algo. se ha generado moleculas sinteticas (Fotosintesis) que son capases de romper el enlace carbono-oxigeno y que estarìa dando como resultado una molecula de oxigeno.
    Portal motivo puede ser posible, pensando en otras reacciones quimicas.

  7. hola yo quiero saber que se debe hacer tanto en la escuela como en el ogar para evitarel uso del dioxido de carbono

  8. El co2 se puede utilizar en el proceso de soldadura Mig O Tig
    ya que son productos que aislan el oxigeno ,.

  9. LA ENERGÍA DEL FUTURO
    MAQUINA-EHX22 crea la energía del futuro. Por primera vez se ha logrado que al aplicar una fuerza al volumen de un cuerpo cerrado, la potencia explosiva que genera pueda desplazarse empujando áreas por tramos cíclicos periódicos -sin que el volumen varíe- multiplicando por más de veinte la fuerza empleada.
    En la historia de la hidráulica nunca se pudo conseguir multiplicar la energía. Para hacerlo posible, y a falta de conocer otra forma, sólo se puede lograr disponiendo de volúmenes individuales formados en cavidades estancas y girando en rotación, al aplicarle una fuerza desde el exterior, la potencia de su transformación empuja un tramo de giro de grados (parecido a la carrera de empuje del cilindro rectilíneo). El volumen a la vez que se desplaza empujando un plano libre, sigue conectado a la fuerza exterior y va creciendo su potencia -sin variar-, lo que obviamente confirma otro concepto en Materias Energéticas que traspasa los conocimientos actuales de la física y las matemáticas, porque sencilla y llanamente, la energía exterior que entra durante el desarrollo de fuerzas del ciclo, con el empuje se va multiplicando. No se conoce hasta ahora nada parecido. La Formula Universal que supone tal invención, una vez concluidos los trabajos de investigación, desarrollo y pruebas, ha sido patentada y posteriormente admitida a tramite.
    Lo ideado se basa en haber configurado un sistema único Máquina-EHX22 con lo necesario para que en unas zonas independientes unos volúmenes formados entre la cavidad del plano libre del Rotor y la Camisa, mantengan su estanqueidad pese a estar en rotación permanente, los volúmenes desde una fuente de fuerza exterior (bomba de inyección) son transformados y con la presión que alcanzan realizan carreras de empuje pero sin variar el volumen empujando el Rotor sobre su eje por tramos cíclicos periódicos.
    Este nuevo concepto en la hidráulica, permite realizar un amplio abanico de modelos que van escalando distintas potencias. El modelo más pequeño tiene dos zonas con un Rotor de 200 mm de diámetro y longitud 485, en una vuelta la bomba le inyecta un 0,8 % = a 52 cm3 distribuidos en 2+2 ciclos a 70 k/pcm2 y con las diferentes deducciones la media de la línea adiabática de las dos carreras es de unos 40 k/pcm2 empujando 350 cm2 que suman las áreas de sus dos planos libres, y gira a 1.000 rv/m. Produce unos 137 kw y de ellos, deriva para el consumo del motor eléctrico de la bomba de inyección 6,7 kw.
    La Máquina-EHX22 en cuestión, está compuesta de un Rotor alojado en su Camisa (cuerpo carcasa) y apoyado en los cojinetes de sus tapas. El Rotor incorpora varias zonas estancas (de 2 a 4 según modelo), por la composición del material y diseño especial de las juntas que constituyen las paredes, éstas quedan herméticas en su rotación por el interior de la Camisa y se abastecen de aceite por bombas de inyección (de 1 a 4). Las propiedades físicas y mecánicas de todo el proceso de realización que configuran la Máquina-EHX22, permiten desarrollar potencias de presión hasta más de 300 k/pcm2 y todo ello al haber logrado ingeniar los mecanismos necesarios que posibilitan el desarrollo de los ciclos que se exponen de forma breve en los cuatro puntos siguientes:
    1.- En la superficie del Rotor, se reparten por igual unos espacios que ubican las zonas, en cada una y en su parte anterior a la rotación, se ha practicado un semi-ángulo especial dotado de mayor área su plano -a- de empuje, su cavidad llena de aceite aloja el volumen.
    2.- El volumen al conectarse con la bomba inicia el desarrollo de la carrera del ciclo y desconecta al finalizar mientras permanece sin variar en su desplazamiento de empuje.
    3.- Las zonas quedan separadas por cortos espacios en los que se ha practicado el sistema de entrada y salida del fluido que permite el cambio de ciclos, liberando la presión al exterior para repetir la entrada de nuevo y desarrollar el siguiente y sucesivos. Gracias a este sistema de cambio cíclico periódico puede alcanzar velocidad superior a1.000 rv/m.
    4.- El singular ingenio de unos conductos en cada zona, actúan como perfectas tuberías y el volumen puede desplazarse sin variar por ser los conductos los que progresivamente se alargan con la rotación del volumen y sólo precisa pocos cm3 para transformarlo, y por tanto, razón obvia por la que se crea por primera vez ENERGIA LIBRE Y LIMPIA.
    (Para que al lector poco experto en hidráulica le ayude a entender todo esto, creo que el siguiente ejemplo le será suficiente; si un cuerpo cerrado de 25 cm de diámetro y 20,8 de altura contiene unos 10 litros de agua, para transformar la fuerza de su volumen a 10 k/pcm2, sólo precisa que se le aplique una fuerza de 0,04 % = a 4 cm3 y el pico de potencia que tiene que resistir la pared de sus cuerpo será de unos 16.000 kgf o explotaría, y basta una jeringuilla a mano para trasformarlo. Este hecho es conocido prácticamente por todos, pero parecía algo imposible que entre la poca fuerza que precisa y la potencia que genera, se pudiese encontrar un punto intermedio de hallar la manera de racionalizar estos dos valores de fuerzas tan desproporcionados uno del otro, de ahí surgió la idea para poder conseguir que si el volumen se pudiera desplazar un tramo con toda su potencia aún precisando algunos cm3 más y aunque generara menor potencia al ejemplo expuesto, sería lo suficientemente importante como así lo demuestra el ingenio de la Máquina-EHX22 que le entra energía y la saca multiplicada por más de veinte).
    Al no poderse realizar un modelo Computacional del sistema, la validación de su funcionamiento ha sido realizada por un Profesor de Fluidos. El resto de documentación precisa está absolutamente terminada con planos acotados y demás, todo listo para realizar el primer aparato prototipo y saber con exactitud la energía que produce.
    Contacto: multienergia-x22@gmx.es

  10. Mi pregunta es que para separar la molecula de co2 he leido que se necesitan 300KJ osea menos de una kcal? y s las separa el el o2 seria oxigeno y el carbono saldria en catbon?

  11. Me gustaria contactar con personas interesadas en desarrollar y comercializar proyectos de transformacion de CO2 y Metano. Me interesa mucho el tema tanto economico como por responsabilidad ética con el entorno natural y humano.

  12. hola me parecen muy buenos einteresantes los comentarios …

    quisiera conocer detalles de como obtener co2 a partir de la fermentacion de miel de azúcar (especificamente : de como se puede refinar el co2 y almacenarlo.)

  13. Miestras se encuentra una alternativa para reutilizar el dioxido de carbono, que proceso podemos utilizar a nivel industrial para evitar sus emanaciones al ambiente.

  14. Soy un estudiante colombiano de 11 grado, tengo un proyecto en el cual quiero romper la molécula de CO2 y descomponerla en C y O2 independientemente cada partícula, es posible este proceso??? Como se hace?? Mandenme información a mi correo por favor… Gracias..

  15. Sr. Director: por la presente le envío un breve resumen de la:
    INVENCION DEL MOTOR-EHX2 FRENA DRASTICAMENTE EL CAMBIO CLIMATICO Y REDUCE LOS GASES DE EFECTO INVERNADERO
    Historia de las diferentes etapas que fueron escalando con ilustraciones de dibujos en cada una de ellas que duraron 24 años desde 1988 que se Registro la primera hasta el 2012 que se Registró la quinta y última Patente de Invención, en ella quedó todo optimizado, dinamizado y perfeccionado hasta su último detalle. El Motor-EHX22 es la energía eléctrica del futuro por ser limpia, ilimitada, y la más barata por que no precisa materia alguna para producirla en los Cinco Continentes.
    Energía limpia, ilimitada y la mas barata porque no precisa materia alguna para producirla
    Historia de los 24 años en perfeccionar el Motor-EHX22/LEON-GIMENO, con sus -5- Registros de Patentes de Invención; http://eslaprimeramateriaenergetica.blogspot.com.es/

  16. Me interesa conocer: El proceso por medio del cual se produce el dióxido de carbono en los autos ya que en el combustible tenemos nitrógeno,hidrógeno, oxigeno, etc. como se descomponen estas moléculas y luego se combinan para formar el dióxido de carbono?

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