14/7/2014

Investigadores cordobeses usan platino para mejorar los catalizadores de biocombustible

Investigadores del departamento de Química Orgánica de la Universidad de Córdoba, en colaboración con el Instituto KTH de Estocolmo (Suecia), han diseñado nuevos compuestos que aumentan la producción de combustible a partir de biomasa no alimentaria, como restos de poda y distintas plantaciones o algas. En concreto, han comprobado cómo añadiendo platino a las sustancias empleadas tradicionalmente para acelerar la reacción química por la que se produce biocombustible, los denominados catalizadores, se resuelven determinados problemas que han dificultado hasta el momento su obtención.

Los catalizadores estándar están formados por un soporte de dióxido de titanio y una base metálica de cobalto: comienzan generando una producción en la reacción química, se estabilizan y van bajando lentamente su actividad, explica Vicente Montes, uno de los investigadores responsables del proyecto .

“Una opción para convertir biomasa en combustible es romper la materia prima en piezas pequeñas y volver a ordenarlas, dando forma al compuesto que deseas conseguir. En este proceso, un catalizador combina y ordena partículas de monóxido de carbono e hidrógeno, formando una cadena. El problema es que el catalizador se altera con los restos contaminantes de azufre de la biomasa. Estos generan partículas de cobalto mayor tamaño, lo que provoca que el proceso se ralentice y, por tanto, la producción”, añade.

En un artículo, publicado en la revista Catalysis Today, los investigadores han demostrado cómo superar el obstáculo y pérdida de producción de biocombustible añadiendo una pequeña cantidad de platino, pues dispersa las partículas que conforman la cadena, permitiendo que fluya mejor, haciéndola más efectiva.

En concreto, el equipo se ha centrado en resolver la desactivación de los catalizadores en la llamada síntesis de Fisher-Tropsh, uno de los procesos más relevantes para la transformación de productos no derivados del petróleo, como la biomasa, en una amplia gama de hidrocarburos como gasolina, diésel y ceras, según los expertos.

Tras los análisis, los investigadores han aportado datos que demuestran los beneficios de agregar una pequeña cantidad de metal en el catalizador. “Incorporando platino a este método sintético logramos no sólo que la actividad no decaiga, si no que aumente ligeramente y se estabilice. Con lo que incrementamos unas cinco veces más producción de combustible”, apunta Montes.

Según explican los autores, para determinar la utilización del platino han evaluado el efecto de un método novedoso: la adición por de dos cantidades diferentes de este metal sobre los catalizadores utilizados tradicionalmente en estos procesos. “Se trata de una porción muy pequeña de platino, por lo que no aumenta mucho el coste del proceso y puede ser asumido en un futuro por la industria”, aclara Montes.

De este modo, las conclusiones obtenidas a partir del estudio abren una puerta para continuar investigando la obtención de este tipo de energía a partir de biomasa a mayor escala. “El siguiente paso sería estudiar más a fondo el comportamiento del catalizador con tiempos largos de reacción, tratando de acercarnos a condiciones industriales y así evaluar su posible uso”, especifica Montes.

Además, los trabajos han contribuido a un mejor conocimiento de las diferentes variables implicadas en el diseño de catalizadores a medida, capaces de llevar a cabo el proceso deseado con la mayor selectividad posible, “disminuyendo la generación de subproductos indeseables y pudiendo ser reutilizados contribuyendo, de este modo, a llevar a cabo las reacciones de un modo más sostenible”, detallan.

Desafío 2020

La importancia de esta investigación radica en que cualquier alternativa sostenible al petróleo enfocada a la obtención de este tipo de productos incluye el empleo a la biomasa, ya que es la única fuente de energía renovable que proporciona productos químicos.

Por ello, según explican los expertos, se ha convertido en uno de los grandes desafíos que afronta la sociedad: el cambio de paradigma de una economía basada en combustibles fósiles, como fuente de energía, a otra fundamentada en recursos renovables. En este sentido, la Unión Europea ha promovido el desarrollo de los biocombustibles estableciendo un ambicioso objetivo para 2020: el 20% de la gasolina y el diésel debe estar constituido por biocombustibles, especifican los investigadores.

Los resultados son fruto de un proyecto de excelencia de la Junta de Andalucía y del proyecto Acción Cost de la Unión Europea titulado ‘Utilización de la biomasa para la obtención sostenible de combustibles y productos químicos’, en el que han participado científicos de 27 países. Fuente: Fundación Descubre


Referencia bibligráfica:

V. Montes, M. Boutonnet, S. Järås, M. Lualdi, A. Marinas, J.M. Marinas, F.J. Urbano, M. Mora. "Preparation and characterization of Pt-modified Co-based catalysts through the microemulsion technique: Preliminary results on the Fischer–Tropsch synthesis". Catalysis Today, 2014

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