NUPeko ikertzaile batzuek frogatu dute bideragarria dela CO2 metano bihurtzea eguzki-argiarekin energia-erabilerarako
INAMAT2 Institutuko talde batek karbono dioxidoa gas naturalaren ordezko erregai garbi bihurtzea lortu du fotokatalizatzaileak erabiliz
Nafarroako Unibertsitate Publikoko (NUP) INAMAT2 Institutuko[1] ikertzaileek metodologia berri bat erabili dute. Metodologia horrek katalizatzaile heterogeneoak erabiltzen ditu metanoa ekoizteko karbono dioxidoan (CO₂) oinarrituta eta argia energia-iturri gisa erabiliz. Horrez gain, saiakuntzak egin dituzte argiztapen naturalarekin, eta metano-kantitate handiak ekoiztu dituzte, eta eguzki-argia izan da erreakzio kimikoa hasteko erabili duten energia-ekarpen bakarra. Horrek aurrerapen nabarmena dakar erregai garbiak ekoizteko bidean, eguzki-metanoa gas naturalaren ordezko gisa erabiltzen ahal baita.
Katalizatzaileei esker erreakzio kimikoak baldintza leunagoetan garatzen dira. Esaterako: tenperatura edo presio baxuagoak, iraungi gabe, eta, modu idealean, prozesuan efikazia galdu gabe. NUPeko ikertzaileek erabiltzen dituzten fotokatalizatzaile heterogeneoak titanio, zirkonio eta zerio oxido metalikoen gainazalean finkatutako errutenioan oinarritzen dira, eta eguzki-argi kontzentratuaren eraginpean jarri ziren Sabatierren erreakzioa deritzona sortzeko. Horrela, karbono dioxidoan oinarrituta metanoa sortu zen, erreakzio-tenperaturara iristeko energia-ekarpen gehigarririk egin beharrik gabe, eta hori normalean bero-ekarpen moduan egiten da. Horrela, taldeak “katalizatzaile horiek benetako argiztapen-baldintzetan duten aplikagarritasuna aztertu eta teknologia horren bideragarritasun teknikoa frogatu zuen”, Mikel Imizcoz Aramburu doktoretzako ikasle eta ikerketa hau jasotzen duen artikuluaren[2] lehen sinatzailearen hitzetan. Artikulua “Applied Catalysis B: Environment and Energy” aldizkari zientifikoan argitaratu da.
Argia eta beroa
Luis Gandia Pascual eta Ismael Pellejero Alcázar ikertzaileek ere parte hartu dute lan horretan, eta lanaren beste berritasun bat da NUPeko taldeak eguzki-erradiazioak eragindako efektu fotokatalitikoak eta termokatalitikoak modu desakoplatuan ebaluatzeko duen gaitasuna. Horrela, erradiazio intzidenteak beroa ematen du, eta horrek Sabatierren erreakzioa (termokatalisia) hasteko behar diren tenperaturak lortzen laguntzen du. Eta, aldi berean, argia gai da fotokatalizatzaileetan elektroiak kitzikatzeko eta erreakzio kimikoan parte hartzeko “aktibatzeko” (fotokatalisia). Bien elkartzeari foto-termokatalisi esaten zaio, “katalisi heterogeneoaren barruko diziplina berritzailea”, Imizcozen arabera, eta lurraren gainazalera iristen den eguzki-erradiazioaren espektroa fotokatalizatzaile tradizionalekin alderatuta hobeto aprobetxatzea bermatzen du.
NUPeko lantaldeak aplikatutako metodologiari esker ezagutzen da zein diren materialen ezaugarriak eta efektu horietako bakoitza (fotokatalitikoa eta fototermikoa) indartzen duten erreakzio-baldintzak. “Informazio hori funtsezkoa da teknologia hori etorkizunean lehiakorra izatea ahalbidetuko duten garapen-mailetaraino bultzatzeko”, esan du Mikel Imizcozek.
Karbono aztarnarik gabeko erregai garbia
Atmosferako karbono dioxido antropogenikoen mailak gora egitearen ondoriozko klima-krisiaren testuinguruan, “CO₂ atzitzeko eta erabiltzeko teknologiak erregai garbiak ekoizteko etorkizuneko alternatiba gisa aurkezten dira, eta, aldi berean, gas horrek atmosferan duen kontzentrazioaren hazkundea mugatzen da”, azaldu du Mikel Imizcozek. Hori dela eta, Sabatierren erreakzioak, zeina duela mende bat baino gehiagotik ezagutzen baita, berriz ere interesa piztu du azken urteetan, karbono dioxidoa eta hidrogenoa konbinatzea ahalbidetzen baitu metanoa eta ura ekoizteko.
Metano hori erregai garbitzat jotzeko, erabilitako hidrogenoak iturri berriztagarri batean izan behar du sorburua. Hidrogeno mota hori lortzeko metodo hoberena uraren elektrolisia da. Gailu elektrokimiko bati korronte elektriko bat aplikatzean datza, ura bi elementutan deskonposatzeko: hidrogenoa eta oxigenoa. Bi elementu horiek bereiz lortzen dira. Aplikatutako elektrizitatea jatorri berriztagarrikoa bada, hala nola jatorria eguzkian duena, eolikoa edo hidroelektrikoa, lortutako hidrogenoari “hidrogeno berdea” deitzen zaio, eta “Sabatierren erreakzioan sortutako metanoa erregai garbitzat hartuko da, gas naturalaren propietate kimiko eta aplikazio berekin”. “Eguzki-metano horrek ahalmen handia du, ez bakarrik gas naturalaren ordezko erregai garbi gisa, baita hidrogeno-garraiatzaile gisa ere, lehendik dauden gas naturalaren garraiorako azpiegiturak erabil baititzake”, adierazi du Mikel Imizcozek.
Artikulua “Applied Catalysis B: Environment and Energy” aldizkarian argitaratu da. Aldizkari hori eragin handienekoa da ingurumen-ingeniaritzaren kategoriako 81 aldizkarien artean eta laugarrena ingeniaritza kimikoaren kategoriako 170 aldizkariren artean, Journal Citation Reports (JCR) aldizkariaren 2023ko txostenaren arabera, Faktore hori aldizkari zientifikoen kalitate-adierazleen artean ezagunena eta baloratuena da, eta Clarivate Analytics enpresa iparramerikarrak ematen du (lehen, Thomson Reuters).
Argazkia: Ezkerretik eskuinera: Luis Gandía, Mikel Imizcoz eta Ismael Pellejero, CO₂ metanatzeko eguzki-erreaktorearen prototipo batekin.
[1] https://www.unavarra.es/eu/sites/research-institutes/imab.html
[2] Assessing thermal and nonthermal contributions during CO2 hydrogenation over ruthenium catalysts: Effects of the illumination conditions and the nature of the support – ScienceDirect