Producción de mezclas CH4-H2 a temperatura ambiente por activación mecánica de MgH2-Li2CO3

M. LAURA GRASSO; FERNÁNDEZ ALBANESI, LUISA; GARRONI, SEBASTIANO; G. MULAS; F C GENNARI

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica (XXII CAFQI); 2021

AAIFQ

IntroducciónEl escenario actual de cambio climático debido a las emisiones de CO2 a la atmósfera, hace necesario el desarrollo de tecnologías eficientes y sustentables para la mitigación del problema medioambiental. Una alternativa promisoria es la captura y reutilización de CO2 (CCU, Carbon Capture and Utilization) para la producción de combustibles sintéticos compatibles con la red de almacenamiento y distribución actual [1]. La activación mecanoquímica ha demostrado ser eficiente en la conversión de COx (CO/CO2) mediante diferentes reacciones sólido-gas. Con el propósito de vincular la conversión del CO2 a la producción de compuestos de interés industrial, se propone el uso de carbonatos e hidruros como portadores de CO2 y de H2. En particular, en este trabajo se estudia el procesamiento mecanoquímico del sistema MgH2-Li2CO3 empleando un molino de bolas de alta energía a diferentes velocidades de rotación, tiempos, temperatura ambiente y sin catalizador. El estudio se complementa con cálculos termodinámicos de minimización de la energía libre de Gibbs.Resultados y ConclusionesLa información proporcionada por técnicas estructurales, microestructurales y químicas (XRD, espectroscopias de infrarrojo y Raman, SEM-EDXS y GC), evidencia la formación progresiva de MgO y Li2O en la fase sólida, y de CH4 e H2 en la fase gas a diferentes velocidades de rotación y tiempos de molienda. La evolución de los productos coincide con lo predicho por la termodinámica, excepto por la presencia de H2. Esto último, puede asociarse a restricciones cinéticas dadas por la elevada estabilidad de Li2CO3, evidenciada al no detectar CO/CO2. Además, las conversiones de CH4 e H2 fueron ajustadas mediante los modelos cinéticos teóricos de nucleación y crecimiento, y modelo de volumen contráctil, respectivamente. De esta manera, se concluye que el procesamiento mecanoquímico del sistema MgH2-Li2CO3 a temperatura ambiente puede ser empleado para la producción de mezclas combustibles de CH4/H2 usando portadores de H2 y CO2 [2]. Se propone un esquema de integración del procesamiento mecánico con el de captura de CO2.Referencias1) Rafiee, A., J. Environ. Chem. Eng., 2018, 6, 5771?57942) Grasso, M. L, J. CO2 Util., 2020, 40,101209