Nuevos avances en el desarrollo de combustibles sostenibles de aviación con materiales catalíticos a medida

El proyecto CO2SAF se ha centrado en el desarrollo de una unidad de gas de síntesis a combustible de aviación sostenible (SAF) en una etapa, que integra los procesos catalíticos de hidrocraqueo y síntesis de Fischer-Tropsch. Utilizando CO2 electrorreducido como materia prima de carbono, el proyecto tenía como objetivo producir combustibles de aviación con bajas emisiones de carbono, abordando los desafíos de la descarbonización del sector de la aviación. Este enfoque proporciona una vía para convertir directamente el gas de síntesis enriquecido con CO2 en hidrocarburos del rango del queroseno, en línea con la creciente necesidad de soluciones de aviación sostenible.

Uno de los resultados clave ha sido el desarrollo de un proceso electrocatalítico optimizado para la reducción de CO2 a CO. Los materiales de electrodos avanzados y los diseños de celdas, desarrollados gracias a simulaciones computacionales multifísicas, han logrado densidades de corriente de 150 mA/cm², eficiencias faradaicas superiores al 90% y tasas de conversión de CO2 superiores al 40%. El proceso ha demostrado un funcionamiento estable durante períodos prolongados, lo que representa un paso importante hacia tecnologías confiables de utilización electroquímica de CO2. El proyecto también ha avanzado en el desarrollo de catalizadores para hidrocraqueo, en particular mediante la conformación de materiales basados ​​en zeolita, combinando zeolita con bohemita y utilizando ácido acético como agente peptizante. Además, la incorporación de PMMA como agente formador de poros aumentó la macroporosidad, mientras que la mesoporosidad jugó un papel crítico en la mejora de la dispersión y disponibilidad de sitios activos. Estas características mejoraron significativamente el rendimiento de los catalizadores en reacciones de hidrocraqueo, demostrando su potencial para producir hidrocarburos del rango del queroseno.

La integración de materiales y procesos catalíticos avanzados ha permitido la producción de SAF con un enfoque en la fracción de queroseno (C9-C16). La síntesis de Fischer-Tropsch se ha realizado con éxito bajo altas concentraciones de CO2 sin la necesidad de un extenso acondicionamiento de gas. Los catalizadores de cerio promovidos por deposición de capas (o ALD por sus siglas en inglés) han mejorado la selectividad del producto, con más del 40% de hidrocarburos en el rango del queroseno y un aumento del 10% en la selectividad en comparación con los catalizadores convencionales basados ​​en cobalto. Este trabajo destaca el papel de los materiales catalíticos personalizados y los soportes basados ​​en zeolitas en el avance de los combustibles de aviación sostenibles, contribuyendo a los objetivos más amplios de descarbonización del sector de la aviación.

CO2SAF (TED2021-132365B-I00) es un proyecto financiado por MCIN/AEI/10.13039/ 501100011033 y por la Unión Europea “NextGenerationEU”/PRTR.