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Nuevo gel de silicato de calcio y procedimiento para el almacenamiento de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero

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Esquema general del proceso a escala industrial.

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Introducción

Una de las tecnologías más prometedoras para el almacenamiento del dióxido de carbono (CO2) consiste en la fijación de dicho gas en forma de carbonatos inorgánicos e insolubles.

En las reacciones de carbonatación, el CO2 reacciona con materiales, mayoritariamente silicatos, que tienen óxidos metálicos (típicamente metales alcalino-térreos) en su composición, formando así el correspondiente carbonato y sílice (SiO2) como productos de la reacción. Sin embargo esta reacción es muy lenta cuando ocurre en ambientes naturales.

Tecnología

En esta patente se propone un nuevo procedimiento que permite almacenar y por tanto, eliminar CO2 además de otros gases emitidos a la atmósfera potencialmente nocivos, mediante el uso de un material compuesto de aerogel de sílice (material mesoporoso obtenido por un proceso sol gel) y polvo de larnita, cuya superficie ha sido modificada químicamente. La larnita es un mineral (Ca2SiO4) escaso en medios naturales y que es uno de los componentes fundamentales del cemento Pórtland.

Este procedimiento consiste en poner en contacto en un reactor una corriente de gas que contenga CO2 con una suspensión acuosa del material compuesto, mediante agitación, a presión y temperatura ambiente, durante 15 minutos.

A continuación, se produce una reacción de carbonatación, en la que se libera el Ca del silicato, larnita, (Ca2SiO4), y se forma el CaCO3, cuando ese catión reacciona con el CO2. La velocidad de esta reacción es muy elevada, lo que permite la fijación del CO2 a una escala masiva y viable económicamente.

El rendimiento de la reacción es del 100%. Esto muestra que gracias a esa composición y tiempo de reacción una tonelada de material compuesto puede eliminar entre 620 a 670 kilos de dióxido de carbono.

Las características texturales, el tamaño de grano, la porosidad y la superficie específica de dicho material permiten obtener un rendimiento de reacción tan elevado.

Otro aspecto a tener en cuenta de la invención es la posibilidad de recuperar la larnita a partir de los productos que se forman, sometiéndolos después a un tratamiento térmico, a una temperatura de 900 ºC.

La invención, por tanto permite cerrar un ciclo, ya que partiendo de larnita como materia prima se obtiene en primer lugar un material compuesto de aerogel y polvo de larnita (cuya superficie ha sido modificada químicamente), que posteriormente se somete a una reacción de fijación de CO2, mediante una reacción de carbonatación) para dar lugar a un producto carbonatado, que tras tratamiento térmico, da lugar a un material que comprende mayoritariamente larnita, es decir, el material inicial.

Por otra parte, este procedimiento también permite fijar otros gases, aparte del CO2, tales como SO2, NOx, CO, H2S, etc así como sus mezclas.

Ventajas

  • El gel permite la captura del dióxido de carbono a larga escala.
  • Este proceso también permite la fijación de otros gases atmosféricos distintos del CO2, tales como SO2, NOx, CO, H2S, etc…así como sus mezclas.
  • El rendimiento de la reacción es del 100%.
  • La reacción tiene lugar en tan solo 15 minutos.

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