Un artículo de investigación del candidato a doctorado de la Universidad de Adelaida, Xiao Lu, sugiere que aprovechar la luz solar para convertir los desechos plásticos en energía limpia es una «gran oportunidad», pero aún enfrenta desafíos para pasar del éxito del laboratorio a las aplicaciones del mundo real.
En un artículo titulado «Oportunidades y desafíos en la producción sostenible de combustible a partir de plásticos» publicado en la revista Chem Cataracy, la Sra. Lu y el autor principal, el profesor Xiaoguan Duan de la Escuela de Ingeniería Química, examinan cómo la tecnología de conversión de combustible con energía solar puede ayudar a reutilizar algunos de los más de 450 millones de toneladas de desechos plásticos producidos cada año, al tiempo que reduce la dependencia de los combustibles fósiles.
Su investigación encontró que los plásticos ricos en carbono e hidrógeno son una fuente sin explotar de energía limpia que puede convertirse mediante un proceso conocido como fotorreformación impulsada por la energía solar.
«A menudo se considera que el plástico es un gran problema medioambiental, pero también es una gran oportunidad», afirmó Lu. «Si podemos utilizar la luz solar para convertir de manera eficiente los plásticos de desecho en combustibles limpios, podríamos abordar los problemas de contaminación y energía al mismo tiempo».
Cómo producir hidrógeno de forma más eficiente
La fotomodificación con energía solar utiliza materiales activados por la luz llamados fotocatalizadores para descomponer los plásticos a temperaturas relativamente bajas. Estas reacciones producen productos químicos utilizados en una variedad de industrias e hidrógeno con cero emisiones en el punto de uso.
Los plásticos se oxidan fácilmente, por lo que la fotorreformación basada en plástico es más eficiente energéticamente que los métodos tradicionales de división del agua cuando se trata de producción de hidrógeno. La fotomodificación también se considera más viable para aplicaciones a gran escala.
Otros estudios han informado de la producción de altas tasas de hidrógeno, ácido acético e incluso hidrocarburos del tipo diésel durante duraciones de más de 100 horas.
Los obstáculos técnicos incluyen la durabilidad del fotocatalizador y el riesgo de deterioro.
Los procesos de fotorreformado requieren la purificación de la mezcla gas-líquido producida durante la conversión, lo que consume grandes cantidades de energía, lo que puede reducir los beneficios generales de sostenibilidad.
«Uno de los grandes obstáculos es la complejidad de los propios residuos plásticos», afirma el profesor Duan. «Los diferentes tipos de plásticos se comportan de manera diferente durante el procesamiento, y aditivos como tintes y estabilizadores pueden interferir con el proceso. Por lo tanto, una clasificación y un tratamiento previo eficientes son esenciales para maximizar el rendimiento y la calidad del producto».
Los fotocatalizadores utilizados para el fotorreformado deben resistir condiciones químicas duras manteniendo al mismo tiempo la eficiencia. Se han planteado preguntas sobre los efectos del deterioro durante el uso a largo plazo.
«Aún existe una brecha entre el éxito en el laboratorio y las aplicaciones en el mundo real», afirma el profesor Duan. «Se necesitan catalizadores más robustos y mejores diseños de sistemas para garantizar que la tecnología sea eficiente y económicamente viable a escala».
El documento también pide un enfoque más integrado para apoyar la ampliación de la tecnología con el objetivo de mejorar la eficiencia energética y las futuras operaciones industriales sostenibles. Ya están surgiendo conceptos que pueden respaldar estos objetivos, incluidos reactores de flujo continuo, sistemas de energía múltiple que combinan insumos solares y térmicos o eléctricos, y un monitoreo de procesos más inteligente.
«Este es un campo apasionante y en rápida evolución», afirmó Lu. «Con una innovación continua, creemos que la tecnología de conversión de plástico a combustible con energía solar puede desempeñar un papel clave en la construcción de un futuro sostenible y con bajas emisiones de carbono».
Source link
