Grupo de Ingeniería Química y Ambiental

Procesos de Adsorción en Fase Gas

Almacenamiento de H2 y CH4
El continuo aumento de la demanda energética mundial constituye hoy todo un reto, principalmente porque los recursos de los combustibles fósiles, que son la fuente energética por excelencia, son limitados y su uso conlleva un fuerte impacto ambiental. En este contexto, la implantación a gran escala del hidrógeno como vector energético supondría el desarrollo de procesos altamente eficientes y totalmente inofensivos con el medio ambiente. Para hacer viable esta alternativa se requieren avances significativos no sólo en la producción de este gas sino también en su almacenamiento. Los materiales microporosos, especialmente a raíz del descubrimiento y el desarrollo de los MOFs (Metal-Organic Framework), se presentan como un método viable de almacenamiento de hidrógeno para automoción. Las altísimas propiedades texturales de estos materiales MOF, de hasta 1,9 cm3/g de volumen de poro, hacen que sus capacidades de adsorción de hidrógeno superen con creces a los materiales microporosos convencionales, constituyendo una alternativa real para alcanzar la meta fijada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos para el año 2015 (9,0 % en peso de H2). Es por ello que este trabajo se centra en estudiar el comportamiento de algunos materiales MOF en la adsorción de hidrógeno, tratando de mejorar sus propiedades para lograr una mayor afinidad del material por las moléculas de dicho gas. El estudio se extiende a la adsorción de otros gases de elevado interés medioambiental, como el metano. Para ello, se han aplicado diferentes estrategias experimentales, aprovechando el considerable potencial en el diseño de los materiales de tipo MOF, que incluyen una enorme versatilidad estructural, una gran variedad de composiciones químicas, y la capacidad de sustitución isomórfica de los metales estructurales o de intercambio iónico en algunos casos, permitiendo modificar así sus propiedades. Incluso se incluye el diseño de nuevos materiales MOF con criterios basados en la optimización de las variables estructurales y funcionales propias de estos materiales.

Captura de CO2
La captura de dióxido de carbono (CO2) en centrales eléctricas de combustión consiste en la separación del CO2 de los gases emitidos, obteniendo una corriente de gases altamente concentrada en CO2 que permita su posterior uso industrial o su almacenamiento, contribuyendo a la reducción de emisiones de Gases de Efecto Invernadero. Actualmente, las principales tecnologías existentes a escala industrial para la captura de CO2 están basadas en procesos de absorción en los que se emplean líquidos absorbentes con grupos amino, como por ejemplo la monoetanolamina (MEA). Los mayores inconvenientes de estos compuestos absorbentes son la gran cantidad de energía necesaria para su regeneración, la corrosión generada en los equipos, la degradación del absorbente en presencia de oxígeno.
Los materiales mesoestructurados con elevada superficie específica, sobre la que anclar grupos funcionales tipo amino, así como una estructura porosa con un tamaño y volumen de poro elevado que permiten una rápida transferencia de materia, podrían ser una alternativa potencialmente válida para la captura de CO2. El principal objetivo de esta línea de investigación es la preparación de materiales mesoporosos funcionalizados con grupos amino para su aplicación como adsorbentes en la captura selectiva de CO2.

Proyectos de investigación financiados en los últimos años:

Nuevos materiales para la producción y almacenamiento de hidrógeno a partir de carbón y biomasa sin emisiones de CO2.

Entidad Financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación

  • Año de Inicio: 2010
  • Año de Terminación: 2012

Materiales metalorgánicos avanzados (MOF) para la adsorción de gases de interés mediambietal y catálisis heterogénea de elevada selectividad (MOF-MADCAT)

Entidad Financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación

  • Año de Inicio: 2012
  • Año de Terminación: 2015

Materiales Metal-orgánicos avanzados (MOF) para la adsorción de gases de interés medioambiental y catálisis heterogénea de elevada selectividad (CTQ2012-38015)

Entidad Financiadora: Ministerio de Economía y Competitividad

  • Año de Inicio: 2012
  • Año de Terminación: 2015

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