Investigadores suizos han mejorado el proceso de conversión de electricidad a gas natural, dando un paso más a hacia la integración de una red eléctrica basada en energía renovable en un futuro cercano.
Sobre la base de la denominada reacción de Sabatier, el exceso de electricidad a partir de plantas de energía fotovoltaica y eólica se podría convertir en hidrógeno, como parte de un proceso bien conocido. Este hidrógeno reacciona adicionalmente con CO2 para producir metano, que luego se puede almacenar durante periodos de tiempo más largos distribuyenose en la red de gas natural para ser utilizado como energía.
La reacción de Sabatier es un proceso mediante el cual, se hacen reaccionar hidrógeno (H2) y dióxido de carbono(CO2) a altas temperaturas y presiones para transformarlos, con ayuda de un catalizador en agua (H2O) y metano (CH4). CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O
Fue descubierta por el químico francés Paul Sabatier, y ha sido propuesta como un paso clave en el envío de misiones tripuladas a Marte donde se podrían llevar tanques llenos de hidrógeno de la tierra, o bien producirlo a partir de agua marciana mediante un proceso de electrólisis, consiguiendo además oxígeno. Aparte se tomaría el dióxido de carbono de la atmósfera de Marte, consiguiendo así un considerable ahorro de peso.
En el último experimento de laboratorio, los investigadores de los Laboratorios Federales Suizos para la Ciencia de los Materiales y Tecnología (EMPA) han probado catalizadores más eficientes para facilitar la conversión de energía eléctrica a gas. Logrando un rendimiento sobresaliente con la combinación de un níquel a nanoescala y zeolita, que forma la base del gas natural.
Las zeolitas son minerales aluminosilicatos microporosos que destacan por su capacidad de hidratarse y deshidratarse reversiblemente. Hasta octubre 2012 se han identificado 206 tipos de zeolitas según su estructura, de los cuales más de 40 ocurren en la naturaleza; los restantes son sintéticos.
El investigador del APEM Andreas Borgschulte explica que el metano se produce junto con el agua durante la reacción de hidrógeno y CO2. A continuación, se emplean las capacidades de unión al agua de las zeolitas para eliminar el agua de la mezcla de reacción para hacer pivotar el equilibrio hacia el metano.
El equipo ahora busca socios comerciales para ayudarles a probar el concepto en mayor escala y construir una planta piloto.
Mientras tanto, los investigadores trabajarán para optimizar el proceso, aumentar el número de catalizadores de sorción que utilizan para proporcionar un proceso más suave, así como la buscaqueda de materiales más eficientes para reemplazar níquel.
Uno de los retos incluye la eliminación de azufre, que se produce en las plantas de biogás junto con metano. Este azufre no deseado dificulta la reacción y daña la zeolita. Sin embargo, Borgschulte cree que podría ser posible eliminar el azufre de los biogás para proteger la zeolita.
Referencia: EMPA