Responsable: José Antonio Odriozola Gordón
Tipo de Proyecto/Ayuda: Plan Estatal 2013-2016 Retos - Proyectos I+D+i
Referencia: ENE2015-66975-C3-2-R
Fecha de Inicio: 01-01-2016
Fecha de Finalización: 30-06-2019

Empresa/Organismo financiador/es:

• Ministerio de Economía y Competitividad

Socios:

• Universidad Pública de Navarra (Luis María Gandía Pascual)
• Universidad del País Vasco - Euskal Herriko Unibertsitatea (Mario Montes Ramírez)

Equipo:

• Equipo de Investigación:
  • María Isabel Domínguez Leal
  • Anna Dimitrova Penkova
  • Francisca Romero Sarria
• Equipo de Trabajo:
  • Svetlana Ivanova
  • Óscar Hernando Laguna Espitia
  • Rafael Castillo Barrero (alta: 01/02/2017)
  • Nuria García Moncada (alta: 22/03/2017)
  • Victoria Garcilaso de la Vega González (alta: 01/01/2016)
  • Cristina Megías Sayago (alta: 22/03/2017)
  • Sara Navarro Jaén (alta: 01/02/2017)
  • Marta Romero Espinosa (alta: 22/03/2017)

Contratados:

• Investigadores:
  • Lola de las Aguas Azancot Luque
  • Óscar Hernando Laguna Espitia

Resumen del proyecto:

Palabras clave: Catalizadores estructurados; Monolitos; Espumas; Mallas; Microrreactores, Biocombustibles de segunda generación.

Keywords: Structured catalysts; Monoliths; Foams¿Wire meshes; Microreactors; Second generation biofuels

La dependencia de nuestro actual sistema energético de las fuentes de combustibles fósiles y sus adversos efectos medioambientales están potenciando el desarrollo de fuentes de energía de origen renovable. Este es el caso de los biocombustibles de segunda generación. Los procesos de producción de combustibles a partir de biomasa lignocelulósica y residuos orgánicos son habitualmente catalíticos y se caracterizan por la necesidad de un intenso intercambio de calor asociado al elevado efecto térmico de las reacciones químicas implicadas, dificultad para minimizar simultáneamente las limitaciones difusionales y la caída de presión en los reactores convencionales de lecho fijo y, en ocasiones, por necesitar tiempos de contacto extremadamente cortos. Todo ello hace que las tecnologías catalíticas convencionales trabajen en condiciones no óptimas.

Los sistemas catalíticos estructurados, catalizadores estructurados y reactores de microcanales ofrecen excelentes oportunidades para superar estas limitaciones ya que permiten minimizar simultáneamente las limitaciones difusionales y la caída de presión, mejorar los flujos radiales de calor y materia y permitir tiempos de contacto muy cortos con elevadas eficiencias. Los monolitos de canales paralelos longitudinales, las espumas de porosidad abierta y las mallas metálicas son sustratos que pueden fabricarse a partir de numerosas aleaciones metálicas y con diferentes densidades de celda o poro. También pueden ser recubiertas de cualquier catalizador de interés, adaptándose así a los diferentes requerimientos de cada proceso. Por otro lado, los reactores de microcanales pueden proporcionar una intensificación del proceso sin igual que va acompañada de un excelente control de la temperatura, de la calidad de producto y con mejoras sustanciales en la seguridad del proceso.

El objetivo del proyecto es estudiar sistemas catalíticos estructurados para la producción de energía de origen renovable. En concreto, se estudiarán la síntesis de Fischer-Tropsch, la síntesis directa de dimetiléter y la producción del gas de síntesis que alimentará estos procesos mediante reformado de biogás y "producer gas".Además se estudiará la reacción de desplazamiento del gas de agua que resulta clave para el ajuste de la relación H₂/CO en el gas de síntesis.

Se hará especial hincapié en la influencia de las características térmicas de los sistemas estructurados en su comportamiento catalítico. Para ello se estudiará el efecto de la densidad de celdas en monolitos, densidad de poros en espumas, luz de malla en mallas apiladas, tipo de aleación metálica, espesor del recubrimiento catalítico y geometría del sustrato (incluyendo en algunos casos reactores de microcanales).Se considerarán como fases activas catalizadores muy próximos al estado del arte.

El desarrollo de estos estudios se hará con el apoyo de tres tareas transversales lideradas por cada uno de los tres grupos participantes, pero en las que participarán todos ellos: la preparación de los sistemas catalíticos estructurados, la caracterización mediante técnicas avanzadas y los estudios de modelado y simulación. Mediante este proyecto se pretende generar un conocimiento que contribuya a expandir el actual campo de aplicación de los sistemas catalíticos estructurados hacia aplicaciones energéticas sostenibles que se verían beneficiadas por las ventajas que ofrecen estos sistemas en línea con el reto Energía segura, eficiente y limpia.