Empresas Premium
.jpg){kind=logo}
La tecnología utiliza un material abundante y económico para transformar uno de los gases de efecto invernadero más potentes en compuestos líquidos de alto valor, con un consumo energético muy inferior al de los procesos actuales.
Convertir el metano en combustibles líquidos de forma eficiente ha sido durante décadas uno de los grandes retos de la industria química y energética.
Ahora, un equipo de investigadores del Brookhaven National Laboratory, en Estados Unidos, ha desarrollado un catalizador de bajo coste que consigue realizar esta transformación a tan solo 75 ºC, una temperatura muy inferior a la empleada en los procesos industriales convencionales.
El avance podría abrir la puerta a una nueva forma de aprovechar el metano, reduciendo al mismo tiempo las emisiones de uno de los gases de efecto invernadero más perjudiciales para el planeta.
La investigación, publicada en la revista científica Advanced Functional Materials, emplea disulfuro de molibdeno (MoS₂), un material abundante, económico y resistente, para convertir el metano en compuestos oxigenados líquidos, precursores del metanol y de otros productos químicos utilizados en la fabricación de combustibles, plásticos, adhesivos y numerosos materiales industriales.
En la actualidad, transformar metano en combustibles líquidos requiere temperaturas de entre 400 y 900 ºC, además de elevadas presiones y un importante consumo energético. El nuevo método rompe con este paradigma al realizar la reacción a solo 75 ºC, lo que podría reducir significativamente los costes de producción y la huella de carbono asociada.
La reducción de la temperatura de operación supone uno de los aspectos más revolucionarios del estudio, ya que abre la posibilidad de desarrollar instalaciones más pequeñas, eficientes y cercanas a los lugares donde se extrae el gas natural.
El metano constituye el principal componente del gas natural, pero también es uno de los gases de efecto invernadero más potentes, con un impacto climático mucho mayor que el dióxido de carbono durante las primeras décadas tras su emisión.
Cada año, millones de toneladas de metano se desperdician mediante la quema en antorcha (flaring) o se liberan directamente a la atmósfera porque su transporte resulta poco rentable.
Esta nueva tecnología permitiría transformar ese gas desaprovechado en combustibles líquidos fáciles de almacenar y transportar, convirtiendo un residuo contaminante en una materia prima de gran valor económico.
Uno de los aspectos más destacados del estudio es el material utilizado.
El disulfuro de molibdeno (MoS₂) es mucho más económico que los catalizadores tradicionales basados en metales nobles como el platino, el paladio o el rodio, lo que facilitaría una futura implantación industrial.
Además, presenta otra ventaja importante: es altamente resistente a los compuestos de azufre presentes en muchos yacimientos de gas natural, una característica que prolonga su vida útil y reduce considerablemente los costes de mantenimiento.
El gran desafío de convertir metano reside en que su molécula posee uno de los enlaces carbono-hidrógeno más estables de toda la química orgánica, lo que dificulta enormemente su transformación.
Para superar este obstáculo, los investigadores emplearon una solución diluida de peróxido de hidrógeno que genera radicales hidroxilo altamente reactivos.
Estos radicales activan la molécula de metano de forma controlada y permiten obtener compuestos oxigenados líquidos con una elevada selectividad, evitando muchas de las reacciones secundarias que reducen el rendimiento de otros métodos.
Los científicos no solo comprobaron el resultado final, sino que también analizaron el funcionamiento del catalizador durante la reacción.
Gracias a las instalaciones del National Synchrotron Light Source II, pudieron seguir los cambios electrónicos del material mediante técnicas avanzadas de espectroscopía de rayos X.
Estas observaciones permitieron comprender por qué el catalizador mantiene una elevada actividad sin degradarse, una información clave para su futura aplicación industrial.
Aunque los resultados son muy prometedores, la tecnología aún se encuentra en fase experimental y será necesario demostrar que puede mantenerse igual de eficiente cuando se escale a procesos industriales de gran tamaño.
No obstante, el Brookhaven National Laboratory ya ha solicitado una patente provisional, un paso que refleja el potencial comercial de esta innovación.
Si las próximas fases de desarrollo confirman estos resultados, este catalizador podría transformar la forma en que la industria aprovecha el metano, reduciendo emisiones contaminantes y convirtiendo un potente gas de efecto invernadero en combustibles y productos químicos de alto valor añadido mediante un proceso mucho más limpio y eficiente.
Referencia: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.76526
|
