Metanol verde para la economía circular
Desarrollo de un nuevo catalizador
Esta es la visión: producir la materia prima metanol al borde del campo o en la granja utilizando energías renovables. Además del viento o el sol, se necesitarían agua y CO2 para producir las materias primas del proceso del metanol verde: Monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H2), que reaccionan catalíticamente para formar metanol. Esto es posible gracias a un nuevo catalizador desarrollado en Rostock. Un proceso basado en él prescinde por completo de las materias primas fósiles. Y es altamente selectivo, es decir, prácticamente no produce subproductos.
Suministro de las materias primas para la producción de metanol: monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H2). En el proyecto E4MeWi, estas sustancias proceden de fuentes sostenibles.
LIKAT/nordlicht
El catalizador se basa en el manganeso, como explica Gordon Neitzel, del Instituto Leibniz de Catálisis (LIKAT): "El átomo de metal forma el centro catalítico. Está fijado y protegido por una especie de andamio, el llamado ligando". Como parte de su doctorado, Gordon Neitzel optimizó la estructura molecular de este ligando y dio los últimos toques al complejo catalizador, por así decirlo. Los resultados se publicaron en la revista CHEMCATCHEM.
Gestión climáticamente neutra con E4MeWi
El trabajo forma parte de la red de investigación E4MeWi. La abreviatura significa "Energie-Effiziente Erneuerbare Energien basierte Methanol-Wirtschaft" (Economía del metanol basada en energías renovables y eficiente energéticamente). El proyecto conjunto fue financiado por el Ministerio Federal de Economía y Energía durante tres años con dos millones de euros. Los socios del proyecto son también CreativeQuantum GmbH de Berlín, Ineratec GmbH de Karlsruhe, la Universidad del Ruhr de Bochum y el Parque Químico de Bitterfeld-Wolfen.
"Una economía climáticamente neutra, como la que pretende la República Federal de Alemania para 2045, también necesita productos químicos básicos", prosigue Gordon Neitzel. El metanol es necesario para los plásticos y las resinas, por ejemplo, que se utilizan en todas partes, desde la industria del mueble hasta la del automóvil. La producción de metanol, actualmente de 110 millones de toneladas al año en todo el mundo, funciona tradicionalmente con gas natural, a altas presiones de entre 50 y 100 bares y temperaturas de entre 200 y 300 °C, según el proceso. Por cada tonelada de metanol, las enormes plantas emiten una tonelada y media de dióxido de carbono. Esto no tiene futuro.
Requisitos reducidos de presión y temperatura
El proyecto E4MeWi pretende ofrecer una alternativa al proceso convencional. Su elemento central es el catalizador, que permite que el H2 y el CO reaccionen en estado disuelto para producir metanol. El monóxido de carbono se extrae primero del CO2.
El catalizador de manganeso utilizado para ello fue desarrollado originalmente en LIKAT en el grupo de investigación dirigido por la Dra. Kathrin Junge y el Prof. Dr. Matthias Beller. Permite un proceso completamente nuevo que reduce a la mitad la presión y la temperatura necesarias para la producción de metanol.
Además, el proceso no requiere materias primas fósiles, lo que convierte al catalizador en un elemento clave de una futura economía circular neutra desde el punto de vista climático y del CO2. Sobre todo porque el metanol, producido de forma ecológica, también es muy adecuado como medio de almacenamiento químico para el hidrógeno, una de las esperanzas de la transición energética.
Plantas de metanol en tamaño contenedor
Los participantes en el proyecto E4MeWi imaginan una planta del tamaño de un contenedor que utilice recursos locales para la creación de valor sostenible prácticamente al borde del campo, en la granja o en el corral: Energía eólica y solar, emisiones de CO2 procedentes de fuentes puntuales y de biogás, residuos plásticos o desechos de madera. El CO2 y el agua se combinan inicialmente para producir gas de síntesis, una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono, que se convierte en metanol utilizando el nuevo catalizador.
Gordon Neitzel ha optimizado considerablemente el conocido catalizador de manganeso desarrollando nuevas estructuras para el ligando que rodea de forma protectora el centro catalíticamente activo. "Sin esta envoltura, el monóxido de carbono atacaría al átomo de manganeso del centro del catalizador y destruiría el compuesto complejo". Con este trabajo se ha duplicado la velocidad de reacción en la producción de metanol.
Esto acerca mucho más a los socios del proyecto a una planta económicamente viable. Al fin y al cabo, éste es también parte del objetivo de este tipo de producción descentralizada: establecer un mercado completamente nuevo para el comercio de metanol y fomentar así los procesos de transformación económica.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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