DESARROLLO DE UN ADSORBENTE DE MICROPOROSIDAD CONTROLADA PARA CAPTURA DE CO2

E. GOMEZ DELGADO; G. NUNELL; P. BONELLI; A. L. CUKIERMAN

Buenos Aires

Congreso; XXXI Congreso Argentino de Química; 2016

Asociación Química Argentina

El aumento de la concentración de CO2 atribuido al quemado de combustibles fósiles constituye un serio problema medioambiental. Para contrarrestarlo, se ha recurrido a distintos métodos de captura e inmovilización de CO2; entre ellos pueden mencionarse, absorción con solventes líquidos, técnicas criogénicas, separación con membranas, adsorción en sólidos. Sin embargo, los métodos más utilizados a escala industrial son la captura en aminas y el empleo de lavadores (scrubbers) para el procesamiento de la corriente gaseosa [1]. Estos métodos demandan un considerable consumo de energía y de agua, además de los inconvenientes asociados al manejo de las aminas cuya oxidación conduce a compuestos corrosivos. La adsorción se considera una tecnología atractiva para la captura de CO2 por sus menores costos, menor requerimiento energético y amplio rango de presiones y temperaturas de aplicación. Entre los distintos materiales que se investigan, los carbones activados se presentan como una alternativa beneficiosa debido a su costo accesible, su alta área superficial específica, y a la posibilidad de sintonizar las características de su estructura porosa de acuerdo a las necesidades de aplicación. Entre las fuentes de biomasa lignocelulósica que podrían usarse como materia prima para obtener carbones activados, existe una amplia disponibilidad de especies invasivas como la cina-cina (Parkinsonia aculeata). Esta especie es de rápido crecimiento y amplia diseminación y constituye un serio problema en los ecosistemas rurales, impidiendo el acceso del ganado y de los pobladores a los cursos de agua. El objetivo del presente estudio es examinar la factibilidad de emplear aserrín de cinacina, como precursor para la obtención de carbón activado, mediante el proceso de activación química con K2CO3 como agente activante. El proceso está orientado a obtener un adsorbente con con predominancia de microporos (<2 nm), que resulte especialmente apto para la adsorción de CO2 en condiciones de post-combustión. Con este fin, se enfatiza el estudio en la caracterización textural del carbón desarrollado como herramienta de evaluación de su potencial como adsorbente de CO2. Los resultados señalan que se alcanzó un alto grado de carbonización reflejado en un contenido de 81 % de C elemental. El carbón activado obtenido adquirió un apreciable desarrollo de porosidad, con un área superficial específica BET de 770 m2/g y predominancia de microporos (< 2 nm). La distribución de tamaño de poros obtenida aplicando DFT a la isoterma de adsorción de CO2 presenta una acotada distribución de poros de alrededor de 1 nm de diámetro. Las imágenes SEM adquiridas permiten visualizar las transformaciones morfológicas que ocurren en el precursor como consecuencia del proceso de activación. Las cantidades de CO2 adsorbidas determinadas, tanto por el método gravimétrico (15 mg CO2 /g de carbón activado), como a partir de la isoterma de adsorción (5.26 mmol/g) son del orden de las informadas por la literatura para condiciones similares y estarían asociadas a la preponderancia de microporos en la estructura del adsorbente