{"id":132383,"date":"2014-12-11T08:35:56","date_gmt":"2014-12-11T07:35:56","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=132383"},"modified":"2014-12-11T08:42:35","modified_gmt":"2014-12-11T07:42:35","slug":"produccion-de-queroseno-a-partir-de-energia-solar-de-concentracion-el-proyecto-solar-jet-y-la-importancia-del-desarrollo-de-materiales-avanzados","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2014\/12\/11\/132383","title":{"rendered":"Producci\u00f3n de queroseno a partir de energ\u00eda solar de concentraci\u00f3n: el proyecto SOLAR-JET y la importancia del desarrollo de materiales avanzados"},"content":{"rendered":"

Autor: [Alfonso J. Carrillo del Teso \u2013 Instituto IMDEA Energ\u00eda]<\/span><\/strong><\/p>\n

En junio de 2011 arranc\u00f3 un ambicioso proyecto bajo el nombre SOLAR-JET (<\/span>http:\/\/www.solar-jet.aero\/<\/span><\/a>), acr\u00f3nimo de <\/span>Solar chemical reactor demonstration and Optimization for Long-term Availability of Renewable JET fuel<\/span><\/em>, con la participaci\u00f3n de la universidad suiza ETH Zurich, los centros de investigaci\u00f3n alemanes DLR y<\/span>Bauhaus Luftfahrt e.V y las compa\u00f1\u00edas Shell y Arttic. Dicho proyecto, que cuenta con la financiaci\u00f3n de la Uni\u00f3n Europea, parti\u00f3 con el objetivo de comprobar el potencial de la producci\u00f3n solar de combustibles, en este caso queroseno, a partir de la disociaci\u00f3n termoqu\u00edmica del CO<\/span>2<\/span><\/sub> atmosf\u00e9rico y del agua, llevada a cabo con el aporte energ\u00e9tico proporcionado por la energ\u00eda solar de concentraci\u00f3n. <\/span><\/span><\/p>\n

Para que ambas reacciones de disociaci\u00f3n puedan tener lugar a temperaturas menores a las te\u00f3ricas resulta indispensable el uso como intermediario de un \u00f3xido met\u00e1lico, que tenga la capacidad de resistir numerosos ciclos de reducci\u00f3n-oxidaci\u00f3n. En concreto, el \u00f3xido elegido para dicha aplicaci\u00f3n es la ceria, CeO<\/span>2<\/span><\/sub>. Este \u00f3xido a temperaturas en torno a los 1500 \u00baC es capaz de reducirse en su forma no-estequiom\u00e9trica CeO<\/span>2-x <\/span><\/sub>con la consecuente liberaci\u00f3n de O<\/span>2<\/span><\/sub>, en la que ser\u00eda la primera etapa del proceso, la reducci\u00f3n t\u00e9rmica del \u00f3xido met\u00e1lico utilizando como fuente energ\u00e9tica la energ\u00eda solar de concentraci\u00f3n. Durante la segunda etapa, a temperaturas en torno a 1000 \u00baC, se lleva a cabo la oxidaci\u00f3n de la forma reducida utilizando para ello H<\/span>2<\/span><\/sub>O y CO<\/span>2<\/span><\/sub>, y obteniendo como productos una mezcla de H<\/span>2<\/span><\/sub> y CO, conocido tambi\u00e9n como gas de s\u00edntesis. Dicho gas de s\u00edntesis ser\u00eda tratado posteriormente mediante el proceso de Fischer-Tropsch, produciendo, entre otros compuestos, queroseno que es utilizado como combustible en aviones. En la Figura 1 se puede ver de forma m\u00e1s esquem\u00e1tica el resumen de las diferentes etapas que conforman el proceso global de producci\u00f3n de combustibles solares. Tambi\u00e9n es recomendable consultar la animaci\u00f3n de dicho proceso pinchando en el siguiente link <\/span><\/span>http:\/\/www.solar-jet.aero\/page\/media-centre\/solar-jet-process-animation.php<\/span><\/a><\/p>\n

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Figura1. Etapas presentes en la producci\u00f3n solar de queroseno (Fuente: http:\/\/www.solar-jet.aero\/)<\/span><\/em><\/p>\n

Resulta l\u00f3gico pensar que, durante la ejecuci\u00f3n de <\/span>\u00a0<\/span>este proyecto, son muchos los desarrollos tecnol\u00f3gicos que han de llevarse a cabo para optimizar al m\u00e1ximo el proceso de producci\u00f3n de \u201cqueroseno solar\u201d. Entre ellos, el desarrollo de \u00f3xidos met\u00e1licos, ceria en este caso, con propiedades f\u00edsico-qu\u00edmicas avanzadas, que sean m\u00e1s duraderos, y que produzcan unos rendimientos mayores en las reacciones de disociaci\u00f3n, es sin duda una de las l\u00edneas de actuaci\u00f3n que pueda tener una mayor repercusi\u00f3n positiva en el resultado final del proyecto. En este respecto, los avances logrados en la optimizaci\u00f3n de los materiales redox por cient\u00edficos del ETH han sido meritorios. En colaboraci\u00f3n con el instituto suizo EMPA, desarrollaron un material reticulado, formado en su totalidad por ceria, que presenta unas propiedades avanzadas debido a su doble porosidad<\/span>1<\/span><\/sup>. En la Figura 2 se puede apreciar de mejor manera dicha porosidad de escala dual. Los poros de mayor escala (en torno a 2.5 mm) son producto del moldeado de la pieza mediante el m\u00e9todo de \u201cr\u00e9plica\u201d. Este m\u00e9todo consiste en el conformado de un material cer\u00e1mico replicando la estructura de un material org\u00e1nico, siendo en este caso una espuma de poliuretano. La presencia de estos poros demostr\u00f3 ser beneficiosa durante el proceso de reducci\u00f3n, facilitando la absorci\u00f3n volum\u00e9trica de la radiaci\u00f3n solar concentrada, aumentando la eficiencia de la transferencia de calor durante dicha reacci\u00f3n.<\/span><\/span><\/p>\n

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Figura 2. Fotograf\u00eda y micrograf\u00eda de una pieza de CeO<\/span>2<\/span><\/sub> con doble porosidad<\/span>1<\/span><\/sup><\/span><\/em><\/p>\n

La porosidad de menor escala (en torno a 10 \u00b5m), fue generada mediante la incorporaci\u00f3n de un formador de poros carbonoso, que durante el proceso de conformado a alta temperatura se descompone dando lugar a dicha porosidad. Estos poros resultaron ser beneficiosos en la etapa de oxidaci\u00f3n en la que se consigui\u00f3 aumentar la velocidad de producci\u00f3n de CO en un orden de magnitud respecto al material que no presenta dicha porosidad.<\/span><\/p>\n

Los avances que este grupo de cient\u00edficos han logrado en el campo del desarrollo de materiales suponen un paso m\u00e1s hacia una mayor optimizaci\u00f3n del proceso global. Este gran esfuerzo ha supuesto que por primera vez se haya producido queroseno a partir de energ\u00eda solar de concentraci\u00f3n, como se puede observar en la Figura 3. <\/span><\/p>\n

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Figura 3: Primera producci\u00f3n de queroseno a partir de energ\u00eda solar concentrada (Fuente: http:\/\/www.solar-jet.aero\/)<\/span><\/em><\/p>\n

1.<\/span>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 <\/span>P. Furler, J. Scheffe, D. Marxer, M. Gorbar, A. Bonk, U. Vogt and A. Steinfeld, Phys. Chem. Chem. Phys., 2014, 16, 10503\u201311. <\/span><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Autor: [Alfonso J. Carrillo del Teso \u2013 Instituto IMDEA Energ\u00eda] En junio de 2011 arranc\u00f3 un ambicioso proyecto bajo el nombre SOLAR-JET (http:\/\/www.solar-jet.aero\/), acr\u00f3nimo de Solar chemical reactor demonstration and Optimization for Long-term Availability of Renewable JET fuel, con la participaci\u00f3n de la universidad suiza ETH Zurich, los centros de investigaci\u00f3n alemanes DLR yBauhaus Luftfahrt e.V y las compa\u00f1\u00edas Shell y Arttic. Dicho proyecto, que cuenta con la financiaci\u00f3n de la Uni\u00f3n Europea, parti\u00f3 con el objetivo de comprobar el potencial de la producci\u00f3n solar de combustibles, en este caso queroseno, a partir de la disociaci\u00f3n termoqu\u00edmica del CO2 atmosf\u00e9rico\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[545,544,549],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/132383"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=132383"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/132383\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":132391,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/132383\/revisions\/132391"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=132383"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=132383"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=132383"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}