Desarrollo y modificación superficial de adsorbentes para la captura de CO2 postcombustión

Abstract

El cambio climático es un fenómeno global, causado por el incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero; el principal contribuyente son las emisiones de CO2 procedentes del uso de combustibles fósiles. Se estima que debido al incremento de la demanda energética mundial, los combustibles fósiles seguirán siendo una de las principales fuentes de energía en las próximas décadas, a pesar del incremento en el uso de energías renovables. Por tanto, las tecnologías de captura y almacenamiento de CO2 serán necesarias para abastecer de energía al planeta sin contribuir al calentamiento global. El presente trabajo se enmarca dentro de la temática de captura de CO2 postcombustión mediante adsorción. En concreto, en la obtención de adsorbentes específicos para la captura de CO2, a partir del desarrollo y modificación superficial de sólidos porosos de bajo coste. En el transcurso de la investigación se han evaluado distintos tipos de adsorbentes comerciales como adsorbentes de CO2: alúmina activada y carbones activados. También se han desarrollado carbones activados a partir de residuos de biomasa, cáscara de almendra y huesos de aceituna, mediante una etapa de carbonización seguida de activación física con CO2. Asimismo, se ha estudiado el efecto de la modificación de la química superficial de estos adsorbentes sobre la adsorción de CO2. Para ello, se han empleado dos técnicas distintas: impregnación con aminas y tratamientos con amoniaco gas. Los adsorbentes han sido caracterizados química y texturalmente, y su capacidad de captura de CO2 ha sido evaluada a presión atmosférica en una corriente de CO2 puro, con la ayuda de un analizador termogravimétrico, en un intervalo de temperaturas comprendido entre 25 y 100 ºC. En último lugar, se ha estudiado el comportamiento de adsorbentes seleccionados en una mezcla binaria de CO2 y N2, representativa de condiciones postcombustión. Para ello se ha diseñado y puesto a punto un dispositivo experimental, que permite obtener las curvas de ruptura de los materiales, así como ensayar distintas estrategias de regeneración: reducción de presión (VSA), incremento de temperatura (TSA), o una combinación de ambas (VTSA).