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E-diésel

El e-diésel es un combustible diésel sintético para su uso en automóviles. Actualmente, el e-diésel se crea en dos sitios: en un centro de investigación de Audi en Alemania, en asociación con una empresa llamada Sunfire, y en Texas. El combustible se crea a partir de dióxido de carbono , agua y electricidad con un proceso impulsado por fuentes de energía renovables para crear un portador de energía líquido llamado crudo azul (en contraste con el petróleo crudo regular ) que luego se refina para generar e-diésel. El e-diésel se considera un combustible neutro en carbono , ya que no extrae carbono nuevo y las fuentes de energía para impulsar el proceso provienen de fuentes neutrales en carbono.

Conversiones catalíticas

Sistema de conversión de energía a líquidos de Sunfire

Sunfire, una empresa de tecnología limpia , opera una planta piloto en Dresde, Alemania . El proceso actual implica electrólisis de alta temperatura alimentada por electricidad generada a partir de fuentes de energía renovables para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno . Los dos procesos químicos siguientes para crear un portador de energía líquido llamado crudo azul se realizan a una temperatura de 220 °C (428 °F) y una presión de 25 bares (2500 kPa). En un paso de conversión, se utilizan hidrógeno y dióxido de carbono para crear gas de síntesis con agua como subproducto. El gas de síntesis, que contiene monóxido de carbono e hidrógeno, reacciona para generar el crudo azul.

1er paso: Electrólisis del Agua ( SOEC ): el agua se divide en hidrógeno y oxígeno.
2do paso: Reactor de conversión ( RWGSR ): el hidrógeno y el dióxido de carbono son entradas al reactor de conversión que produce hidrógeno, monóxido de carbono y agua.
3er paso: Reactor FT −el hidrógeno y el monóxido de carbono son entradas [2] [3] al Reactor FT que produce hidrocarburos parafínicos y olefínicos, que van desde metano hasta ceras de alto peso molecular. [4]

El tercer paso también se conoce como proceso Fischer-Tropsch , que fue desarrollado por primera vez en 1925 por los químicos alemanes Franz Fischer y Hans Tropsch. Una vez producido el crudo azul, se puede refinar para crear e-diésel en el lugar, lo que ahorra combustible y otros costos de infraestructura en el transporte de crudo. [5] A partir de abril de 2015, Sunfire tiene la capacidad de producir una cantidad limitada de combustible a 160 litros (35 galones imperiales; 42 galones estadounidenses) por día. Existe un plan para aumentar la producción a escala industrial. [6]

Audi también colabora con una empresa llamada Climeworks , que fabrica la tecnología de captura directa de aire . Las tecnologías de Climeworks pueden absorber el dióxido de carbono atmosférico, que se captura químicamente en la superficie de un sorbente hasta que se satura. En ese momento, el sorbente se calienta a 95 °C (203 °F) en un ciclo de desorción para expulsar el dióxido de carbono de alta pureza que se puede utilizar durante el paso de conversión del proceso de generación de crudo azul. El proceso de captura de dióxido de carbono atmosférico tiene un 90% de demanda energética en forma de calor a baja temperatura y el resto de energía eléctrica para bombeo y control. La planta combinada de Climeworks y Sunfire en Dresde comenzó a funcionar en noviembre de 2014. [5] A partir de abril de 2015, un Audi A8 conducido por el Ministro Federal de Educación e Investigación de Alemania utiliza el combustible e-diesel. [7] [8]

Se está estudiando la posibilidad de construir una planta en Herøya (Noruega) que produzca 10 millones de litros al año, ya que el CO2 de una planta de fertilizantes está fácilmente disponible y la electricidad es relativamente barata en Noruega. [9]

En 2024 se inaugurará una planta de diésel electrónico en Texas. [10]

Propiedades

Hasta el ochenta por ciento del crudo azul se puede convertir en e-diésel. El combustible no contiene azufre ni aromáticos y tiene un alto índice de cetano . Estas propiedades permiten mezclarlo con el diésel fósil típico y usarlo como combustible de reemplazo en automóviles con motores diésel . [5]

Subproducto de oxígeno

En diseños futuros, [11] [12] el subproducto de oxígeno puede combinarse con gas natural renovable en el acoplamiento oxidativo de metano a etileno : [13] [14]

2 canales
4+ O
2→ C
2yo
4+ 2 horas
2Oh

La reacción es exotérmica (∆H = -280 kJ/mol) y ocurre a altas temperaturas (750–950 ˚C). [15] El rendimiento del C deseado
2Los productos de etileno se reducen mediante reacciones no selectivas de radicales metilo con la superficie del reactor y el oxígeno, lo que produce monóxido de carbono y dióxido de carbono como subproductos. Otra iniciativa de producción de etileno desarrollada por la Comisión Europea a través del Séptimo Programa Marco de Investigación y Desarrollo Tecnológico es el proceso OCMOL, que consiste en el acoplamiento oxidativo de metano (OCM) y el reformado simultáneo de metano (RM) en un reactor totalmente integrado. [16]

Conversiones biocatalíticas

La heliocultura combina agua salobre (o aguas grises ), nutrientes, organismos fotosintéticos, dióxido de carbono y luz solar para crear combustible.

Audi también se asoció con una empresa estadounidense ahora desaparecida, Joule , para desarrollar Sunflow-D como e-diésel para Audi. La planta planificada por Joule en Nuevo México implicaba el uso de microorganismos modificados genéticamente en luz solar brillante para actuar como catalizador para la conversión de dióxido de carbono y agua salada en hidrocarburos . [5] [17] El proceso podría modificarse para obtener cadenas moleculares más largas para producir alcanos con el fin de crear diésel sintético. [18] [19] [20] [21]

Joule fue la primera empresa en patentar un organismo modificado que secreta continuamente combustible de hidrocarburos. El organismo es una cianobacteria unicelular , también conocida como alga verdeazulada, aunque técnicamente no es un alga. Produce el combustible mediante la fotosíntesis, el mismo proceso que utilizan las plantas verdes multicelulares para fabricar azúcares y otros materiales a partir de agua, dióxido de carbono y luz solar. [22]

Iniciativas similares

Existen otras iniciativas para crear combustible sintético a partir de dióxido de carbono y agua, algunas de ellas denominadas e-diésel. Los métodos de separación del agua varían.

El Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos (NRL) está diseñando un sistema de conversión de energía en líquidos utilizando el proceso Fischer-Tropsch para crear combustible a bordo de un barco en el mar, [58] con los productos base dióxido de carbono (CO 2 ) y agua (H 2 O) derivados del agua de mar a través de "Una configuración de módulo electroquímico para la acidificación continua de fuentes de agua alcalina y la recuperación de CO 2 con producción continua de gas hidrógeno". [59] [60]

Véase también

Referencias

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    2    El gas de alimentación produce hidrocarburos parafínicos y olefínicos, que van desde metano hasta ceras de alto peso molecular.
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Enlaces externos