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| Tomando la luz solar, el agua y el dióxido de carbono como insumos, esta torre solar en España produce combustible para aviones y gasóleo sin emisiones de carbono. Crédito: ETH Zurich |
El sector de la aviación es responsable de aproximadamente el 5% de las actuales emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero causantes del cambio climático. Depende en gran medida del queroseno, o combustible para aviones, que es un combustible de hidrocarburo líquido que suele derivarse del petróleo crudo. En la actualidad, no existe ninguna alternativa limpia para alimentar los vuelos comerciales de larga distancia a escala mundial.
Ahora, un equipo internacional de investigadores ha desarrollado una torre que utiliza la energía solar para producir una alternativa sintética a los combustibles de origen fósil como el queroseno y el gasóleo. El sistema de producción de combustible utiliza agua, dióxido de carbono (CO2) y luz solar para producir combustible de aviación. El equipo ha puesto en práctica el sistema sobre el terreno, y el diseño podría ayudar a la industria de la aviación a ser neutra en carbono.
El queroseno fabricado con energía solar es totalmente compatible con la infraestructura de aviación existente para el almacenamiento, la distribución y el uso final del combustible en los motores a reacción. También puede mezclarse con queroseno de origen fósil, afirma Aldo Steinfeld, profesor de la ETH de Zúrich y autor correspondiente del artículo.
La planta de producción de combustible solar consta de 169 paneles reflectantes de seguimiento del sol que redirigen y concentran la radiación solar en un reactor solar montado en lo alto de una torre. La energía solar concentrada impulsa entonces los ciclos de reacción de oxidación-reducción (redox) en el reactor solar, que contiene una estructura cerámica porosa reticulada hecha de ceria. La ceria -que no se consume sino que puede utilizarse una y otra vez- convierte el agua y el CO2 inyectados en el reactor en syngas, una mezcla adaptada de hidrógeno y monóxido de carbono. Posteriormente, el syngas se envía a un convertidor de gas a líquido, donde finalmente se transforma en combustibles líquidos de hidrocarburos que incluyen queroseno y gasóleo.
"Esta planta de combustible de torre solar funcionó con una configuración relevante para la aplicación industrial, marcando un hito tecnológico hacia la producción de combustibles de aviación sostenibles", afirma Steinfeld.
Durante los nueve días de funcionamiento de la planta que se recogen en el artículo, la eficiencia energética del reactor solar -la parte de la energía solar aportada que se convierte en el contenido energético del gas de síntesis producido- fue de alrededor del 4%. El equipo afirma que está trabajando intensamente en la mejora del diseño para aumentar la eficiencia a valores superiores al 15%.
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| El reactor piloto de 50 kW, instalado en España, utiliza el calor de una torre solar de concentración para impulsar un ciclo redox termoquímico. Crédito: ETH Zurich |
También están explorando formas de optimizar la estructura de la ceria para absorber la radiación solar y desarrollando métodos para recuperar el calor liberado durante los ciclos redox. Según los investigadores, el combustible que se produce es totalmente compatible con la infraestructura de aviación existente para el almacenamiento, la distribución y el uso de combustible en los motores a reacción.
"Con nuestra tecnología solar, hemos demostrado que podemos producir queroseno sintético a partir de agua y CO2 en lugar de derivarlo de combustibles fósiles. La cantidad de CO2 emitida durante la combustión del queroseno en un motor a reacción es igual a la consumida durante su producción en la planta solar", afirma Steinfeld. "Eso hace que el combustible sea neutro en carbono, sobre todo si utilizamos como ingrediente el CO2 capturado directamente del aire, ojalá en un futuro no muy lejano".
meta: Los investigadores desarrollaron una torre que utiliza la energía solar para producir una alternativa sintética a los combustibles de origen fósil como el queroseno y el gasóleo.
Fuentes, créditos y referencias:
Fuente: ETH Zurich