Un equipo de ingenieros de la Universidad de Sheffield ha desarrollado un nuevo método para producir combustible de aviación sostenible que podría reducir la dependencia del aceite de cocina usado como materia prima. La nueva técnica captura el CO₂ del aire, lo combina con hidrógeno y luego lo calienta mediante energía solar concentrada para producir el combustible. Para su estudio, publicado en la revista Nature Communications, los investigadores utilizaron modelos y simulaciones informáticas exhaustivas para comprender cómo y dónde podría funcionar esta tecnología pionera a escala industrial.
Dónde podría escalarse el nuevo combustible
Su análisis sugiere que cinco países de diferentes continentes podrían ser idóneos para este tipo de plantas de producción de Fachadas Solares Activadas (SAF) a gran escala, debido a sus altos niveles de luz solar y los bajos costos del hidrógeno y del terreno. Estos países son: Estados Unidos (Norteamérica), Chile (Sudamérica), España (Europa), Sudáfrica (África) y China (Asia).
Esta investigación se basa en estadísticas recientes del mandato SAF del Reino Unido, que muestran que la mayor parte del SAF en el Reino Unido se fabrica a partir de aceite de cocina usado.
¿Por qué se necesitan nuevas materias primas?
La profesora Meihong Wang, catedrática de Sistemas Energéticos de la Universidad de Sheffield y líder de la investigación, afirmó: “La descarbonización de la industria de la aviación es clave para frenar el calentamiento global y alcanzar las emisiones netas cero. El combustible de aviación sostenible (SAF) se ha revelado como una solución prometedora para satisfacer las necesidades energéticas y, al mismo tiempo, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, ya que funciona en los motores existentes, lo que podría permitir viajes aéreos sostenibles sin grandes modificaciones mecánicas en los aviones. Sin embargo, uno de los principales retos para la transición al SAF es garantizar que contemos con suficiente materia prima para producir la enorme cantidad de combustible que necesita la industria y, además, fabricarlo de una manera que no requiera combustibles fósiles”.
“El proceso que hemos propuesto tiene el potencial de abordar desafíos clave en la ampliación de la producción de combustibles fósiles. Se trata de un método que utiliza energía renovable para capturar CO₂ del aire y producir combustibles fósiles, que resulta rentable y escalable a nivel industrial. Además, reduce el consumo de electricidad en el proceso de producción y se integra en una economía circular”.
Cómo funciona el proceso impulsado por energía solar
La técnica SAF impulsada por energía solar se desarrolló en colaboración con investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Este de China. Esta técnica mejora un método propuesto anteriormente para la producción de SAF, denominado Captura Directa de Aire y Utilización de CO₂ (DACCU), que actualmente se encuentra en fase de investigación y desarrollo.
Este método DACCU existente captura el CO₂ del aire y lo combina con hidrógeno, de forma similar a la propuesta liderada por Sheffield. Sin embargo, calienta los productos químicos utilizando un combustible fósil (gas natural), un proceso que, según el equipo liderado por Sheffield, impediría que el combustible SAF fuera un combustible verdaderamente sostenible.
Investigadores de Sheffield y China han demostrado en su estudio que sustituir los combustibles fósiles por energía solar concentrada permite obtener el calor intenso necesario para generar las reacciones químicas que producen SAF. Además, podría resultar más económico que los métodos DACCU actuales: las proyecciones estiman un coste de 4,62 dólares estadounidenses por kg, frente a los 5,6 dólares estadounidenses por kg.
El reactor que está en el centro de todo
El profesor Wang añadió: “La innovación reside en un calcinador fluidizado con hidrógeno. Se trata de un reactor especializado que utiliza un campo de espejos para concentrar la luz solar, eliminando la necesidad de combustión in situ de combustibles fósiles. Al utilizar hidrógeno para hacer circular las partículas de carbono, el sistema también optimiza la producción, ya que sirve como medio para la circulación de dichas partículas y, al mismo tiempo, proporciona la materia prima esencial para la síntesis de combustible”.
Este diseño de doble propósito nos permite prescindir de pasos tradicionales y complejos como la producción de gas de síntesis y la purificación de CO₂, lo que resulta en un ciclo de producción mucho más ágil y rentable. Al convertir el carbono atmosférico en combustible de síntesis directamente en la planta, transformamos el CO₂ de un residuo en un recurso valioso, fomentando una economía circular que elimina la necesidad de las costosas redes de tuberías y los depósitos geológicos que requieren los métodos tradicionales de captura y almacenamiento de carbono.
Fuente: Tech Xplore.
