Ciclos de captura y conversión de CO2 mediante hidrogenación usando materiales bifuncionales

Abstract

El cambio climático causado por las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) antropogénicas está provocando un calentamiento global de más de 1,4 ºC, siendo los últimos 10 años los más cálidos registrados desde finales del s. XIX. (NASA, 2025). Mitigar los efectos de este calentamiento es urgente, y para ello la UE ha establecido una hoja de ruta para alcanzar cero emisiones netas de GEI para 2050 y como objetivo intermedio, reducir sus emisiones netas en al menos un 55% para 2030 en comparación con los niveles de 1990. En este escenario, la captura y el almacenamiento de CO2 (CAC) constituyen una de las vías más directas para la reducción de CO2 atmosférico. En este trabajo se explora la Captura y Utilización de Carbono (CCU) como medio para convertir el CO2-residuo a recurso. Analizamos el comportamiento del rutenio como fase activa en la conversión de CO2 a metano y el efecto del bario como dopante, utilizando como soporte el óxido de cerio. El catalizador se caracterizó mediante DRX, DTP-CO2 y RTP-H2 para obtener información sobre sus propiedades estructurales y de composición. Uno de los desafíos a los que se enfrenta el CCU es el requerimiento energético que se precisa, tanto para la captura como para la catálisis. En este sentido, se ha evaluado el uso de calefacción por inducción magnética para mejorar la eficiencia energética del proceso, atendiendo a uno de los principales desafíos asociados al CCU. Como materiales magnéticos para la calefacción por inducción compararemos el comportamiento de los óxidos férricos comerciales y nanopartículas magnéticas recubiertas de carbono sintetizadas en nuestro laboratorio, evaluando su caracterización por XRD y curva de histéresis. Las reacciones de metanación se llevaron a cabo en un reactor de lecho fijo a presión atmosférica y un rango de temperaturas desde 225 ºC hasta 300 ºC comparando calefacción magnética y convencional, y también comparando el comportamiento del catalizador con el mismo sin el dopante de bario. Los ciclos de captura e hidrogenación se llevaron a cabo en un reactor de lecho fijo a presión atmosférica y un rango de temperaturas desde 275 ºC hasta 325 ºC y se comparó el efecto de ambos tipos de calefacción.