Evonik impulsa la transformación ecológica con la electrodiálisis
Un proceso electroquímico convierte las sales en valiosas materias primas
Evonik está investigando para que la electrodiálisis esté disponible a escala industrial para la transformación ecológica de la industria química. Los científicos prevén un mejor acceso a materias primas clave de forma circular y procesos más sencillos y eficientes que requieran menos materias primas. Con la ayuda de la electrodiálisis, las sales que se producen en muchos procesos químicos pueden separarse y reprocesarse en valiosos productos de partida. Evonik está ampliando actualmente sus actividades en el campo de la electroquímica. En los próximos cinco años, la empresa invertirá millones de euros en su plataforma de procesos y productos electroquímicos. En ella trabajan unos 20 empleados en Hanau (Alemania) y Shanghai (China).
Patrik Stenner, experto de Evonik en procesos y productos electroquímicos, ve un enorme potencial. "Calculamos que la electrodiálisis puede ayudarnos a que alrededor del 20% de nuestros procesos sean más eficientes y respetuosos con el medio ambiente". Eso incluye un menor consumo de energía, un menor uso de materias primas, menos emisiones de CO2 y un menor impacto ambiental, por ejemplo, por las cargas de sal. Al mismo tiempo, Stenner ve beneficios económicos concretos: "Dependiendo de los precios de las materias primas y la electricidad, recuperar las materias primas de las cargas de sal tiene sentido desde el punto de vista financiero".
Las sales se producen, por ejemplo, al ajustar el pH, un paso clave en muchos procesos químicos. El pH describe lo ácida o alcalina que es una solución y puede ajustarse añadiendo soluciones alcalinas o ácido.
Gracias a la electrodiálisis, ahora es posible recuperar materias primas como la sosa cáustica y el ácido sulfúrico a partir de las sales resultantes, como el sulfato sódico, incluso en soluciones muy diluidas. Las primeras estimaciones basadas en análisis del ciclo de vida muestran que la huella de carbono de la sosa cáustica recuperada de este modo es aproximadamente dos tercios menor que la de la sosa cáustica producida convencionalmente. Otra mejora significativa se consigue utilizando electricidad verde para la electrodiálisis. Los ingenieros de Evonik están dando un paso más: En el futuro, quieren evitar por completo el uso de soluciones alcalinas y ácidos para ajustar el pH; en su lugar, pretenden ajustar el pH directamente mediante electrodiálisis.
La electrodiálisis ya se utiliza en la industria alimentaria desde hace unos 20 años para regular el contenido ácido de los zumos y el vino. Su modo de acción se conoce desde hace mucho tiempo. Una corriente eléctrica en una célula de electrólisis provoca la migración de los iones de sal disueltos en el agua. En el caso del sulfato de sodio, por ejemplo, el catión de sodio cargado positivamente migra hacia el cátodo cargado negativamente. El anión sulfato cargado negativamente es atraído hacia el ánodo cargado positivamente. Gracias a una secuencia de membranas bipolares de intercambio iónico, los cationes y los aniones pueden separarse y concentrarse. Al mismo tiempo, la corriente eléctrica divide el agua en protones (H+) e iones de hidróxido (OH-), que también pueden separarse con ayuda de la membrana bipolar de intercambio iónico. De este modo, el sulfato de sodio y el agua pueden producir sosa cáustica y ácido sulfúrico.
"El reto para nosotros es la realización a escala industrial de la electrodiálisis", explica Stenner, ingeniero de procesos y jefe de grupo en la unidad de Tecnología de Procesos. Stenner: "Un proceso estándar para la industria química está aún muy lejos. Todavía no hay plantas listas para usar". La tecnología tiene que adaptarse a cada aplicación y a la sustancia que hay que separar. Otro reto, según Stenner, es la propia membrana y su vida útil.
Los expertos en tecnología de procesos de Evonik trabajan en la realización a escala industrial e impulsan soluciones para procesos de producción específicos. He aquí un ejemplo: Un paso del proceso de producción de la isoforona diamina, que se utiliza en las turbinas eólicas, genera sulfato de amonio. En el futuro, la electrodiálisis podría utilizarse para recuperar el amoníaco y el ácido sulfúrico. Las pruebas iniciales en una instalación piloto son prometedoras.
Otro ejemplo es la producción de sílice precipitada, que se utiliza en neumáticos de bajo consumo. Algunos de los ácidos y de las lejías y sales que contienen sodio utilizados en este proceso podrían utilizarse en un ciclo cerrado con ayuda de la electrodiálisis. Evonik está estudiando si esta tecnología podría utilizarse en una planta de demostración el año que viene. Esto permitiría generar los datos necesarios para ampliar el proceso a la producción. El objetivo es el uso repetido de materias primas que tienen una huella de carbono significativa, lo que ayudaría a los clientes de la industria del neumático a alcanzar sus objetivos de sostenibilidad.
Evonik ha agrupado su experiencia de todo el grupo en procesos electroquímicos en una plataforma tecnológica. Además de la electrodiálisis, los científicos trabajan, por ejemplo, en la producción de ácidos carboxílicos a partir de materiales de origen biológico. También están desarrollando materiales para mejorar la eficiencia de métodos electroquímicos como la electrólisis del agua para producir hidrógeno verde. Stenner: "La plataforma de procesos y productos electroquímicos reúne tecnología clave que está impulsando la transformación de la industria química hacia la neutralidad climática y una mayor sostenibilidad."
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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