En el context del projecte CoSin, el grup d’Emmagatzematge d’Energia de l’IREC ha dissenyat i construït un reactor de plasma amb l’objectiu de validar aquesta tecnologia per produir gas natural sintètic a partir de diòxid de carboni.

 1_Imatge

Reactor de plasma

El reactor de plasma-catàlisi es basa en aplicar descàrregues elèctriques entre dos elèctrodes per tal d’activar la molècula de diòxid de carboni i afavorir la seva combinació amb la molècula d’hidrogen en presència d’un catalitzador. El procés permet treballar sense l’aportació externa de calor per iniciar la reacció, necessari en el procés comercial de metanació.

2_Imatge

 

Principi de funcionament

El reactor de plasma-catàlisi consisteix en 2 tubs coaxials d’un material dielèctric amb un espaiat intern entre 1-2 mm on es situa el catalitzador. Per activar els gasos reactius, es fa servir una font d’alt voltatge capaç de produir una senyal alterna de l’ordre dels 0-30 kV, en una freqüència de 20-70 kHz i a una potència inferior als 50W. Mitjançant un oscil·loscopi, es pot monitoritzar el voltatge, la intensitat i la potència aplicada (mètode de Lissajous), per tal de quantificar l’eficiència energètica del procés.

3_Imatge

 

Sistema de reacció

El reactor de plasma s’ha integrat en un sistema de reacció que permet convertir 3.6 LN/h de diòxid de carboni a gas metà. La unitat consisteix en 4 línies de subministrament de gasos, reactor DBD, sistema de condensació de l’aigua, mesurador de flux, sistema elèctric i analític. Tot el sistema ha estat integrat en una vitrina amb extracció de gasos i aïllament elèctric. La composició dels gasos és analitzada on-line mitjançant un micro-cromatògraf de gasos.

Els primers resultats són molt prometedors, aconseguint una conversió de CO2 del 80% amb una selectivitat del 98.5% a gas metà, activat a temperatura ambient. Emprant aquest tipus de reactors es pot aconseguir la conversió del diòxid de carboni en un temps de resposta molt curt, comparat amb els procés catalític industrial, essent un procés flexible i adequat per a l’emmagatzematge dels excedents puntuals d’energia elèctrica en forma de gas natural sintètic.

4_Imatge

 

Pots trobar un vídeo demostratiu a:

Escrit per:   Martí Biset, Jordi Guilera i Teresa Andreu.

Grup d’Emmagatzematge d’Energia

Institut de Recerca en Energia de Catalunya (IREC)