Nuevo método para la obtención de biodiésel basado en la nanotecnología (II)
Por Guillermo Serrano
Normalmente en la producción de biodiésel en los EEUU se hace reaccionar aceite de soja con metanol usando un catalizador tóxico, corrosivo e inflamable: el metóxido de sodio. Para obtener el biodiésel a partir de la mezcla química se precisa una neutralización ácida, un lavado con agua y diversas etapas de separación. "Es un proceso tedioso que disuelve los catalizadores de manera que no pueden ser reutilizados", aclara Lin. Por ello Lin y su equipo comenzaron su búsqueda de una tecnología que permitiera la obtención de biodiésel mediante un proceso más fácil, eficiente y económico. También buscaban tecnologías que permitieran obtener biodiésel de materiales no procesados como aceites de restaurante o grasas de animales - materiales mucho más económicos que el aceite de soja pero que también contienen ácidos grasos que no pueden convertirse en biodiésel por los métodos de producción actuales-.
Lin ha desarrollado una nanotecnología que controla con precisión la producción de minúsculas partículas de sílice uniformes. Las partículas, con forma de panel de abeja, pueden cubrirse de un catalizador que reacciona con el aceite de soja para crear biodiésel. También pueden cargarse de manera que fomenten la entrada del aceite de semilla de soja en los canales dónde la reacción tiene lugar. Los resultados incluyen una conversión más rápida a biodiésel, un catalizador que puede ser reciclado y una eliminación de la etapa de lavado en el proceso de producción. Las nanopartículas de Lin pueden ser usadas también como catalizadores para convertir eficientemente las grasas animales en biodiésel creando catálisis óxida mixta con centros activos catalíticos ácidos y básicos. Los catalizadores ácidos en la partícula pueden convertir los ácidos grasos libres en biodiésel, mientras que los básicos convierten el aceite en combustible. Además las partículas son seguras para el medio ambiente ya que están hechas de cálcio y arena."Estamos muy emocionados con esto", admite Lin, "sirve de ejemplo sobre cómo la nanotecnología puede ser útil para hacer avanzar la industria que no pertenece a la alta tecnología". Larry Breeding, el encargado general de las operaciones de biodiésel de la Cooperativa West Central afirma que esta tecnología promete mejorar la eficacia de la producción de biodiésel, pero todavía se necesita testarla a escalas mayores para comprobar si los beneficios económicos siguen ahí, "las pruebas también necesitan determinar si esta tecnología funciona en estado estacionario", puntualiza. "Esta investigación es un verdadero hallazgo para nosotros", admite L. Breeding.
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Sindicación
2009-05-26 a las 10.35 am
[…] La demanda de materias primas para satisfacer lo que algunos han llamado revolución nanotecnológica, tales como nanopartículas, nanotubos de carbono, fullerenos o puntos cuánticos ha aumentado exponencialmente en los últimos años. El abastecimiento de las mismas ha pasado de una escala taller a una escala de producción industrial, lo cual ha hecho que los precios de las materias primas hayan descendido de forma considerable. Por ejemplo, un kilogramo de nanotubos de carbono multicapa costaba decenas de miles de euros hace pocos años, y ahora ese precio ha caído a unos cuantos cientos de euros. La tendencia de este tipo de materias primas es la de convertirse en simples bienes de consumo, siendo ahora una de las principales cuestiones la limitación de los recursos disponibles. Por ejemplo, el indio, utilizado en los monitores de pantalla plana, escasea cada vez más, por lo que la tecnología de óxido de indio y estaño (ITO) empleada en la producción de este tipo de monitores podría encontrarse en un callejón sin salida de cara al futuro. Algo parecido ocurre con los combustibles fósiles y, más concretamente, con el petróleo. Las recientes investigaciones en torno al biodiésel son un ejemplo de cómo la escasez de las materias primas obliga a la sociedad a avanzar en otra dirección. En el caso del biodiesel, por sí solo no soluciona el problema de la contaminación, y además su producción entra en conflicto con la producción alimentaria, de modo que a día de hoy estaríamos solventando un problema para crear otro aunque, y como muestra este artículo del blog, se está desarrollando biodiésel a partir de aceites animales y vegetales ya usados. En la naturaleza existen cantidades ingentes de materiales útiles y desaprovechados. Algunos, como las rocas y piedras, podrían cumplir un papel relevante en el campo de la nanotecnología. En este sentido, investigadores de Alemania han descubierto que la utilización de algunas nanoestructuras naturales presentes en rocas volcánicas se pueden emplear en la síntesis de nanomateriales y en la catálisis productora de butadieno y estireno. "El mensaje clave de nuestro trabajo es la utilización de partículas de óxido de hierro abundantes en minerales como catalizadores naturales para la formación de nanotubos, sin tratamiento previo de la lava; y el uso de compuestos de nanofibras de carbono como catalizadores, también sin tratamiento previo". El doctor Dang Sheng Su afirma que han demostrado un comportamiento correcto y estable del compuesto sintetizado en reacciones catalizadas. Debido a que el hierro existe en un gran número de minerales, arcillas y tierras, incluso en plantas, se abriría una nueva era para la producción económica de CNTs (nanotubos de carbono) inmovilizados y se extendería la aplicación potencial de CNTs, debido a su bajo coste, a otras áreas como la catálisis. Dang Sheng Su, un científico del Fritz Haber Institute of the Max Planck Society en Berlín, Alemania, junto con colegas de su instituto y miembros del Laboratorio de Física Molecular del Instituto Rudjer Boskovic de Zagreb, Croacia, han publicado sus descubrimientos en la edición online de Advanced Materials del 27 de agosto de 2008 bajo el nombre "Nanocarbonos de Lava-Monte-Etna para reacciones de dehidrogenación oxidativa". Además, trabajos anteriores de Dang Sheng Su abarcan la utilización de lava como soporte y catalizador de la síntesis de CNT y CNF (Nanofibra de carbono). En sus últimos experimentos, los investigadores encontraron la producción de CNT altamente eficiente, en escala de laboratorio, sin tratamiento químico previo de la piedra volcánica destrozada: 1.05 gramos de nanocarbonos pueden ser inmovilizados en 0.2 gramos de lava. La inmovilización de CNTs/CNFs sobre minerales sin preparación previa es "muy motivadora" en palabras de Su, ya que CNTs y CNFs son catalizadores altamente activos en reacciones químicas. En cualquier caso, los problemas técnicos, como puntos calientes o descensos de presión en un reactor, inducen el descenso de la reacción catalizadora, lo cual podría ser evitado mediante la inmovilización de nanocarbonos sobre el soporte. Por otra parte, la sintetización de CNTs y catalizadores para reacciones químicas en un paso y utilizando abundantes y naturales catalizadores reduciría drásticamente los costes de producción de CNTs. […]