Investigadores de ETH Zurich han desarrollado una novedosa tecnología que produce hidrocarburos con balance neto, a partir de luz solar y aire. Han probado su viabilidad en una mini-refinería y tienen todo listo para pruebas a escala mayor.
Los combustibles neutros en carbono son cruciales para que el transporte aéreo y marítimo sea sostenible. Los investigadores de ETH Zurich han desarrollado una planta solar para producir combustibles líquidos sintéticos de balance neto.
La nueva mini-refinería solar está ubicada en el techo del edificio del Laboratorio de Máquinas ETH en Zurich.
Así se consigue el hidrocarburo
La cadena de proceso del nuevo sistema combina tres procesos de conversión termoquímica:
- extracción de CO2 y agua del aire
- división solar-termoquímica del CO2 y el agua
- licuefacción en hidrocarburos
El CO2 y el agua se extraen directamente del aire ambiente mediante un proceso de adsorción/desorción. Ambos se introducen en el reactor solar colocado en un reflector parabólico. La radiación solar se concentra por un factor de 3.000 hasta alcanzar una temperatura de 1.500 grados Celsius.
En el corazón del reactor solar se encuentra una estructura de cerámica hecha de óxido de cerio, que divide el agua y el CO2 en syngas.
Esta mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono puede luego procesarse en combustibles de hidrocarburos líquidos a través de metanol convencional o síntesis de Fischer-Tropsch.
El resultado: hidrocarburos de balance neto
La clave para conseguir hidrocarburos sin emisiones está en el proceso de producción, en el que el combustible se obtiene sin usar más materia prima que aire y agua y luego se divide utilizando energía solar.
De este proceso se obtiene syngas, una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono, que posteriormente se convierte en queroseno, metanol u otros hidrocarburos listos para su uso en transporte.
“Esta planta demuestra que los combustibles de hidrocarburos neutros en carbono se pueden obtener de la luz solar y el aire en condiciones reales de campo”, afirma Aldo Steinfeld, profesor de portadores de energía renovable en ETH Zurich.
“El proceso termoquímico utiliza todo el espectro solar y procede a altas temperaturas, lo que permite reacciones rápidas y una alta eficiencia”, explica Steinfeld.
Un decilitro de combustible por día
La mini-refinería solar instalada en el techo de ETH Zurich demuestra que la tecnología es factible, incluso bajo las poco favorables condiciones climáticas de Zurich: durante las primeras pruebas, la instalación ha producido alrededor de un decilitro de combustible por día.
Steinfeld y su grupo ya está trabajando en una prueba a gran escala de su reactor solar que colocarán en los alrededores de Madrid como parte del proyecto europeo SUN-to-LIQUID.
Próxima parada: producción a gran a escala
El próximo objetivo del proyecto es iniciar la producción a gran escala de esta tecnología para su implementación industrial y hacerla económicamente competitiva.
“Una planta solar que abarca un área de un kilómetro cuadrado podría producir 20,000 litros de queroseno al día “, ha dicho Philipp Furler, Director (CTO) de Synhelion.
“Teóricamente, una planta del tamaño de Suiza, o un tercio de la Mojave californiana Desierto – podría cubrir las necesidades de queroseno de toda la industria de la aviación”. “Nuestro objetivo para el futuro es
Producir eficientemente combustibles sostenibles con nuestra tecnología y por lo tanto mitigar las emisiones globales de CO2 “.
