Los gases de escape ricos en monóxido de carbono de las plantas de acero solo se recuperan en menor medida como energía o calor. Los investigadores de Fraunhofer han desarrollado un nuevo proceso de reciclaje para este recurso de carbono materialmente no utilizado: produjeron con éxito combustible y productos químicos especiales a partir de estos gases de escapea escala de laboratorio.
Las masas de gases de escape que surgen de las plantas de fabricación de acero son gigantescas: las chimeneas del Duisburg Stahlwerke solo liberan varios millones de toneladas de dióxido de carbono. Fraunhofer ha desarrollado un proceso mediante el cual estos gases de escape pueden recuperarse y reciclarse en combustibles y productos químicos especialesCon la ayuda de cepas bacterianas genéticamente modificadas, el equipo de investigación fermenta el gas en alcoholes y acetona, convierte ambas sustancias catalíticamente en un tipo de producto diesel intermedio, y a partir de esto producen queroseno y productos químicos especiales. Los participantes incluyen el Instituto Fraunhofer para MolecularBiología y Ecología Aplicada IME en Aachen, así como el Instituto de Medio Ambiente, Seguridad y Tecnología de Energía UMSICHT en Oberhausen y el Instituto de Tecnología Química ICT en Pfinztal, la tecnología surgió durante uno de los proyectos de investigación preliminar interna de Fraunhofer y a través de proyectos individuales.con socios industriales El proceso patentado actualy opera a escala de laboratorio.
Modelo de negocio en lugar de problema
"Desde nuestro punto de vista, las cantidades de carbono solo, que se elevan como el humo de la acería de Duisburg como dióxido de carbono, serían suficientes para cubrir toda la necesidad de queroseno de una aerolínea importante. Por supuesto, todavía tenemos un pocopara alcanzar esta visión. Pero hemos demostrado a escala de laboratorio que este concepto funciona y podría ser de interés comercial. Además de los gases de escape, el gas de síntesis, mezclas de gases similares de la incineración de residuos domésticos e industriales, también puede serutilizado para el proceso de ingeniería ", explica Stefan Jennewein de IME, quien está coordinando el proyecto.
Los bioquímicos en IME usan gas de síntesis, una mezcla de monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrógeno, como recurso de carbono para la fermentación. Utilizando cepas bacterianas de la especie Clostridium, el gas de síntesis se transforma en alcoholes de cadena corta como butanol y hexanol, o en acetona. Para hacerlo, IME diseñó nuevos procesos genéticos para la integración eficiente de grandes grupos de genes en el genoma de Clostridium. Al mismo tiempo, Fraunhofer amplió aún más su sistema de fermentación de gas de síntesis y lo utilizó para experimentos con la industria del acero y los productos químicos..
Los químicos alrededor de Axel Kraft en UMSICHT evaporan los productos de fermentación residuales y en un proceso catalítico continuo, acoplan las moléculas de fermentación en un producto intermedio que consiste en alcoholes y cetonas de cadena larga. Este producto intermedio ya cumple con los estándares para el diesel de barcos, y, como las grasas y los aceites, se pueden convertir a través de la hidrogenación en combustible diesel para automóviles o queroseno para aviones.Kristian Kowollik, del departamento de ingeniería ambiental de ICT, obtiene productos químicos especiales del producto intermedio conectado con este, que ahora puede reemplazar directamente el petróleo.productos. Por ejemplo, las aminas pueden usarse en la industria farmacéutica o en la producción de tensioactivos y agentes de tinción. "Los productos producidos sintéticamente por nosotros pueden usarse tanto como combustibles como productos químicos especiales. Exactamente así ha funcionado hasta ahora con el petróleocomo fuente de materia prima ", afirma Jennewein.
En la siguiente etapa, los científicos se esfuerzan por demostrar que su tecnología también funciona con grandes cantidades. "En el próximo año y medio, nuestro objetivo es obtener una mejor comprensión de los procesos y optimizarlos.Nuestro objetivo es solicitar procesos de certificación para los combustibles. Así es como se validará oficialmente su viabilidad para el uso práctico. Para el diésel de vehículos, eso lleva aproximadamente un año, y para el queroseno unos tres años ", agrega Axel Kraft.
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Materiales proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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