En el proyecto SOMMER, de cuatro años de duración, se desarrollarán reactores de membrana cerámicos avanzados, capaces de operar a 1500 ºC. En estos reactores se llevarán a cabo las reacciones de disociación de H2O y CO2 usando como único aporte energético la energía solar de concentración. Estas reacciones dan como producto una mezcla llamada gas de síntesis que se utiliza como precursor en la producción sintética de productos químicos de alto valor añadido y combustibles para transporte.
María Balaguer, investigadora del CSIC en el ITQ (CSIC-UPV) y responsable del proyecto en el centro, aclara las posibilidades de este Proyecto al que considera una oportunidad única para producir combustible renovable a partir de CO2 y agua.
¿Qué es la energía solar de concentración y cómo se utiliza en la producción de combustibles renovables?
Los sistemas de concentración ópticos son tecnologías que utilizan sistemas ópticos como espejos o lentes para captar y enfocar la radiación solar en un área pequeña para generar altas temperaturas. Hay dos tipos principalmente: los que focalizan la radiación en un punto, por ejemplo, las centrales tipo torre que usan un campo de heliostatos, o las que concentran la luz de forma lineal usando reflectores cilindro-parabólico. El tipo de sistema y la temperatura final va a depender de la aplicación que le queramos dar. Este calor concentrado se utiliza para generar electricidad, realizar reacciones termoquímicas, como en el caso del proyecto SOMMER, enfocado a la producción de combustibles renovables o para calentar fluidos para aplicaciones industriales.
“La energía solar de concentración es una tecnología clave en la transición hacia una economía energética más limpia y sostenible”
En la producción de combustibles renovables, los concentradores solares proporcionan la energía térmica necesaria para llevar a cabo reacciones químicas que transforman materias primas, como agua y dióxido de carbono (CO₂), en combustibles sostenibles. Por ejemplo, mediante división termoquímica del agua se puede obtener hidrogeno y, si se combina con la división termoquímica de CO₂, se obtiene gas de síntesis, que es la materia prima para producir otros combustibles, como metano o metanol.
¿Podría llegar a ser una buena forma de crear energía renovable?
La energía solar de concentración es una tecnología clave en la transición hacia una economía energética más limpia y sostenible. En realidad, la producción de combustibles sintéticos sería una forma de almacenar energía renovable, que es esa energía térmica producida por el concentrador solar. Los sistemas CSP pueden generar temperaturas extremadamente altas, que son esenciales para muchas reacciones químicas en la producción de combustibles renovables.
¿Cree que esto podría ayudar en la transición energética?
Sin duda. Este tipo de proceso a partir de la energía solar es muy versátil, puesto que encaja en diversas aplicaciones, desde la producción de hidrógeno a la generación de gas de síntesis. Estos procesos son neutros en carbono, ya que, o bien utilizan únicamente agua, o bien reutilizan CO₂ que de otro modo sería liberado a la atmósfera.
“Estos procesos son neutros en carbono, ya que, o bien utilizan únicamente agua, o bien reutilizan CO₂ que de otro modo sería liberado a la atmósfera”
¿Cómo se generan altas temperaturas utilizando sistemas ópticos en la energía solar de concentración?
Los sistemas de concentración ópticos son tecnologías que captan y enfocan la radiación solar en un área pequeña de calentamiento. Hay varios tipos, heliostatos o torres solares, reflectores parabólicos… Estos sistemas aprovechan la luz solar directa y la concentran en un punto mediante espejos o lentes, logrando altas temperaturas. El tipo de sistema y la temperatura final va a depender de la aplicación que le queramos dar. Este calor concentrado se utiliza para generar electricidad, realizar reacciones termoquímicas como en nuestro caso o calentar fluidos para aplicaciones industriales.
¿Qué tipo de reacciones químicas pueden llevarse a cabo con el calor generado por la energía solar de concentración?
La clave es la capacidad para generar altas temperaturas que permite romper moléculas como el agua y el CO₂, produciendo hidrógeno y CO, lo que se conoce como gas de síntesis. Estas dos moléculas suponen los bloques de construcción básicos para construir moléculas más complejas. A partir de este gas de síntesis y dependiendo del catalizador y las condiciones de operación utilizadas, se pueden obtener productos tan diversos como metanol, metano, dimetiléter, gasolinas… Así, llevando las reacciones más lejos, el carbono podría ser almacenado en textiles o plásticos de larga duración, siendo eliminado de la atmósfera.
¿Qué supone participar en este proyecto a nivel europeo?
Es una oportunidad de trabajar de forma multidisciplinar junto con centros de investigación punteros y con empresas con amplia experiencia en fabricación de cerámicas avanzadas, así como usuarios finales de la tecnología, que marcan las pautas de la viabilidad real de las soluciones propuestas.
¿Cuál es el objetivo principal del proyecto SOMMER?
El objetivo principal del proyecto SOMMER es establecer y desarrollar un proceso neutro en carbono para la producción de gas de síntesis, compuesto de monóxido de carbono y de hidrógeno. Esto se haría mediante la incorporación directa de la energía solar en un novedoso reactor catalítico hecho de membranas cerámicas, las cuales se encargan de extraer el oxígeno de las moléculas de CO₂ y H₂O.