Captura y valorización de CO2 mediante métodos sostenibles de alta eficiencia
El proyecto SOSCO2 se basa fundamentalmente en afrontar uno de los mayores desafíos medioambientales, el cambio climático o calentamiento global, resultante de la emisión de gases de efecto invernadero. Entre estos gases, el CO2 contribuye más del 60% al calentamiento global debido a su gran cantidad de emisiones. Por ello, el proyecto apuesta por abordar la problemática mediante actual de las elevadas emisiones de CO2 mediante el desarrollo de dos líneas estratégicas. La primera de ellas es el uso de tecnologías de separación selectiva de CO2 basadas en membranas poliméricas. La segunda es la valorización de CO2 para la obtención de productos interesantes de mayor valor añadido, de modo que no solo se elimine de la atmósfera este contaminante, sino que se obtengan de forma más sostenible y eficiente compuestos como etileno que se puedan transformar en productos poliméricos con un impacto en la sociedad.
SOSCO2 aborda la captura y utilización de CO2 desde un punto de vista innovador mediante el desarrollo tecnologías y materiales con características avanzadas basadas en el desarrollo de nuevos sistemas catalíticos y procesos energéticamente menos demandantes que los procesos actuales. Todo ello se llevará a cabo enmarcado en las líneas de la estrategia RIS3-CV con la incorporación de procesos y materiales más eficientes, sostenibles y competitivos.
Para ello, el proyecto está dividido en 6 fases:
- Gestión y coordinación.
- Captura de CO2 mediante membranas poliméricas de matriz mixta.
- Valorización termoquímica de CO2 en la obtención de compuestos de interés industrial.
- Transformación electroquímica de CO2 en moléculas de interés industrial.
- Difusión de resultados.
- Transferencia de resultados.
La ejecución técnica de las fases anteriores se centra en los siguientes puntos:
- Optimización de las condiciones del proceso de síntesis de las membranas poliméricas de matriz mixta utilizando con diferentes aditivos para conseguir mejorar la capacidad de separar selectivamente CO2 y estudiar el impacto de la implantación las membranas de separación desarrolladas a nivel industrial.
- Desarrollo de procedimientos alternativos de obtención de monómeros y polímeros a partir de CO2.
- Desarrollo del proceso de obtención de etileno a partir de etano utilizando CO2 mediante deshidrogenación oxidativa (ODH), centrándose en la optimización del sistema catalítico.
- Optimización de las condiciones de funcionamiento de un proceso electroquímico para la transformación de CO2 en etileno mediante la síntesis, optimización y caracterización de los electrodos y el sistema catalíltico de la celda electroquímica. Además, se estudia la viabilidad de los procesos desarrollados para obtención de etileno así como de otras moléculas de interés industrial como formaldehído o etanol.
Con todo ello, el proyecto pretende establecer las bases para el desarrollo de tecnologías que puedan ser escaladas a nivel industrial de forma eficiente, sostenible y económicamente viable y que aporten soluciones reales al problema de las emisiones de CO2 mediante la implantación de un sistema de economía circular.
Objetivo principal
El principal objetivo del proyecto es el desarrollo de procesos que permitan la reducción de emisiones de CO2 mediante tecnologías de captura selectiva y su posterior transformación en productos químicos de alto valor añadido. SOSCO2 tiene además como objetivo complementario establecer las bases para orientar y asesorar a las empresas acerca de la implantación de tecnologías de captura de CO2 adaptadas a sus necesidades y a las características de sus propias emisiones (composición de los gases producidos -agua, nitrógeno, CO2, CO, contaminantes ácidos-, condiciones de presión y temperatura). Asimismo, se pretende que las industrias cementeras, azulejeras, del sector del plástico y químico de la Comunitat Valenciana no solo reduzcan sus emisiones, sino que consigan beneficiarse de un compuesto aparentemente sin valor como el dióxido de carbono y lo transformen en productos de elevado atractivo en el mercado mediante un sistema de economía circular.
Objetivos parciales o específicos alcanzados a lo largo de la ejecución del proyecto
- Diseño de una estrategia de economía circular basada en el proceso de captura de CO2 y su posterior valorización en la obtención de compuestos químicos de elevado valor añadido mediante procesos sostenibles y eficaces.
- Separación de CO2 procedente de industrias con grandes emisiones de gases de efecto invernadero.
- Diseño y síntesis de membranas poliméricas de matriz mixta con capacidad de separar selectivamente CO2 de efluentes gaseoso.
- Caracterización de las membranas obtenidas y estudio de la viabilidad de su implantación a nivel industrial teniendo en cuenta sus propiedades, su capacidad de separación, así como factores operacionales como económicos.
- Promoción de soluciones a medida en las empresas del sector cerámico, cementero y químico de la CV para la captura del CO2 procedente de sus propias emisiones.
- Optimización de rutas sintéticas mediante la mejora de sistemas catalíticos homogéneos y heterogéneos y las condiciones de reacción para la obtención de building-blocks a partir de CO2.
- Síntesis de monómeros y polímeros basados en CO2 que sirvan como alternativa sostenible a las rutas sintéticas tradicionales. Concretamente, síntesis de carbonatos y policarbonatos a partir de CO2.
- Desarrollo de procesos termoquímicos y electroquímicos energéticamente eficientes para la síntesis de etileno utilizando CO2 que ofrezcan ventajas ambientales y económicas respecto a los métodos industriales actuales.
- Mejora de sistemas catalíticos homogéneos para la valorización de CO2 en la deshidrogenación oxidativa de etano a etileno para mejorar la selectividad del proceso y fomentar su aplicabilidad a nivel industrial.
- Diseño del proceso electroquímico y de los componentes implicados en el dispositivo para la reducción de CO2 en compuestos de interés industrial y su validación para estudiar la viabilidad de su implantación.
- Validación de los procesos desarrollados para la obtención de compuestos a partir de CO2 en entornos relevantes que permitan llevar a cabo en análisis comparativo respecto a los procesos actuales.
- Demostrar la sostenibilidad medioambiental y seguridad de los procesos implicados, así como estudios regulatorios de la seguridad de los materiales intermediarios desarrollados.
Empresas colaboradoras
Resultados
Realizar un análisis de las emisiones de contaminantes producidos por los sectores industriales dentro del territorio regional.
Plantear los escenarios de reducción de emisiones de CO2 y gases de efecto invernadero por parte de las empresas de la Comunidad Valenciana, a través de sistemas de captura y conversión de CO2.
Obtener prototipos de membranas poliméricas de matriz mixta con capacidad de adsorción de CO2 mejorada a las comerciales de modo que se puedan validar en entornos reales. Así, se fomentará el desarrollo de productos enfocados a mercado.
Potenciar la entrada en el mercado de monómeros y polímeros producidos a partir de las emisiones industriales del CO2. Esto beneficiará la competitividad en el mercado actual de las empresas de la Comunidad Valenciana ya que dispondrán de un producto de alto valor añadido y respetuoso con el medio ambiente.
Mejorar los procesos de valorización de CO2 para la obtención de etileno, uno de los hidrocarburos de cadena corta con mayor demanda global, lo que ayudará a situar en el mercado internacional al tejido productor de la Comunidad Valenciana.
Fomentar los desarrollos electroquímicos para la obtención de compuestos de interés industrial a partir de CO2 en línea con la estrategia de búsqueda de rutas más sostenibles de transformación y reducción de emisiones de contaminantes.
Asesoramiento técnico personalizado y estudio de las posibilidades de los sistemas de captura y conversión de CO2 en empresas con emisiones de la Comunidad Valenciana.
Difusión del proyecto y de sus resultados en las empresas del sector químico, cerámico y de los plásticos.
Valoración del impacto del proyecto en los sectores mencionados.
Transferencia de los resultados obtenidos en el desarrollo del proyecto en empresas de la Comunidad Valenciana, para que aumenten su capacidad de adaptación de los procesos de transformación hacia las exigencias medioambientales, desarrollen productos de alto valor añadido y los exploten de modo que puedan ser más competitivos en el mercado.
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Proyecto SOSCO2
Nº Expediente: IMDEEA/2021/86
PROGRAMA: PROYECTOS DE I+D EN COOPERACIÓN CON EMPRESAS
ACTUACIÓN: IMDEEA-PROYECTOS DE I+D EN COOPERACIÓN CON EMPRESAS
PROYECTO: SOSCO2 - Captura y valorización de CO2 mediante métodos sostenibles de alta eficiencia
ENTIDAD BENEFICIARIA: AIMPLAS, INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL PLÁSTICO
SUBVENCIÓN CONCEDIDA: 236.187,5 EUR
"Proyecto cofinanciado por la UE a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional, dentro del Programa Operativo de la Comunitat Valenciana 2021-2027."
