Importante hito tecnológico: la producción de combustible de aviación sostenible se hace más eficiente
KIT y Sunfire logran el éxito en el proyecto Kopernikus Actualización de la tecnología P2X para la producción neutra de CO2 de combustibles
combustibles como la parafina pueden producirse de forma respetuosa con el clima a partir deCO2, agua y electricidad verde mediante procesos de conversión de energía en líquido. Los investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) ya lo han demostrado con plantas en funcionamiento real. Los investigadores del proyecto P2X de Kopernikus han acoplado por primera vez el proceso de coelectrolisis altamente eficiente con la síntesis de combustible a una escala industrial relevante de 220 kilovatios. El proyecto está financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF).
Para alcanzar los objetivos climáticos, Europa necesita alternativas ecológicas para aplicaciones difíciles de electrificar. "El tráfico aéreo, en particular, dependerá en un futuro próximo de la parafina producida de forma sostenible", afirma el profesor Roland Dittmeyer, del Instituto de Ingeniería de Microprocesos (IMVT) del KIT. "Los combustibles sintéticos que se producen mediante procesos "power-to-liquid" conCO2 de la atmósfera o de fuentes biogénicas, agua y electricidad verde son especialmente adecuados". Dittmeyer es el portavoz del proyecto P2X de Kopernikus y dirige los trabajos de investigación correspondientes en el KIT. El proyecto ha alcanzado ahora un importante hito tecnológico en el camino hacia el combustible de aviación sostenible: el acoplamiento único en el mundo de la innovadora y altamente eficiente tecnología de electrólisis "Co" de vapor de agua/CO2 del socio industrial Sunfire a una escala industrialmente relevante (220 kilovatios de potencia de electrólisis) directamente con la síntesis.
La coelectrolisis hace más eficiente la conversión de energía en líquido
La parafina sintética se produce en el Laboratorio de Energía del KIT mediante un proceso de varias etapas en plantas modulares. En primer lugar, se produce gas de síntesis -una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono- a partir deCO2 y agua. En principio, el gas de síntesis puede producirse de varias maneras. En la nueva configuración, se utiliza un módulo de coelectrolisis con una potencia de 220 kilovatios del socio industrial Sunfire, que simplifica este paso del proceso y, sobre todo, lo hace más eficiente. "Lo especial de la coelectrolisis es que convierte de forma electroquímica y altamente eficiente el vapor de agua y elCO2 directamente en gas de síntesis en un solo paso. Hasta el 85% de la energía eléctrica utilizada para ello se recupera como energía química en el gas de síntesis. Además, el acoplamiento demostró que nuestro sistema de coelectrolisis tiene una disponibilidad y fiabilidad de planta muy elevadas y, por tanto, fue capaz de suministrar gas de síntesis de la calidad deseada en todo momento", afirma Hubertus Richter, ingeniero jefe de gestión de proyectos de I+D e ingeniería de procesos de Sunfire. "Esto elimina la habitual producción separada de hidrógeno con producción de gas de síntesis aguas abajo, lo que aumenta significativamente la eficiencia del proceso global hacia los combustibles sintéticos."
Para el funcionamiento acoplado de la coelectrolisis y la síntesis de combustible, los investigadores también integraron en la cadena del proceso un compresor con dispositivos de seguridad, que se utiliza para presurizar el gas de síntesis hasta la presión de reacción. A continuación, el gas de síntesis se convierte en hidrocarburos de cadena larga -conocidos como syncrude- en un reactor microestructurado mediante síntesis de Fischer-Tropsch, que puede utilizarse directamente para producir combustibles como parafinas u otros productos químicos. Esta tecnología de reactor fue desarrollada por científicos del KIT y ya está siendo comercializada por INERATEC, una empresa derivada del KIT. En el futuro, el calor generado durante la síntesis también se utilizará en forma de vapor para la coelectrolisis. Esto reduciría aún más las necesidades energéticas de todo el proceso y demostraría la preparación del producto objetivo, la parafina, a esta escala. La combinación de estos pasos del proceso permite una utilización óptima del dióxido de carbono utilizado y la mayor eficiencia energética posible, ya que los flujos de material dentro de la cadena del proceso pueden reciclarse eficazmente además de los flujos de energía.
Una tonelada de parafina al día en el siguiente paso
Los investigadores del KIT han probado con éxito la integración de la coelectrolisis en funcionamiento de campaña en condiciones reales, produciendo hasta cien litros de syncrude al día. El funcionamiento acoplado marca un hito importante en la segunda fase de financiación del proyecto P2X de Kopernikus. La planta se está ampliando para alcanzar una capacidad de hasta 300 litros de syncrude al día. En la tercera y última fase de financiación, el equipo de investigación también está construyendo una planta de producción de Fischer-Tropsch más grande a través de INERATEC en el Parque Industrial de Höchst, cerca de Frankfurt. "Allí se producirá por primera vez una tonelada", explica Dittmeyer. El producto, que se transformará en parafina sintética, se utilizará en las pruebas de motores de los fabricantes de turbinas y los investigadores. Los análisis correspondientes garantizarán que el combustible cumple las estrictas normas de aviación.
Sobre el proyecto P2X de Kopernikus
En el proyecto P2X de Kopernikus, los socios Climeworks, Sunfire, INERATEC y el Instituto de Ingeniería de Microprocesos del Laboratorio de Energía del KIT están construyendo y explotando una cadena de procesos integrada. Siguiendo el concepto "power-to-fuel", de este modo pueden producirse combustiblesneutros en CO2, también conocidos como e-fuels. El proyecto está financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF). En el proyecto participan 18 socios de la industria, la ciencia y organizaciones de la sociedad civil.
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 Alemán se puede encontrar aquí.
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