Obtención de ácido fórmico a partir de CO2 capturado como bicarbonato con catalizadores y reductores metálicos

Abstract

Este proyecto está enmarcado dentro del proyecto AMICO2 financiado por la Junta de Castilla y León. El trabajo consta principalmente de dos partes: una experimental y una segunda parte en la que se presentan balances de materia y energía basados en los resultados experimentales. La parte experimental consistió en hacer reacciones en reactores CO2. El producto principal obtenido fue ácido fórmico. Las reacciones tuvieron lugar dentro de tubos de acero de 9 mL de volumen, donde se probaron distintas combinaciones de varios reductores y catalizadores metálicos. Concretamente se utilizaron Zn, Al y Fe como reductores y como catalizadores Ni, Pd/C, Fe2O3, Fe3O4 y Cu. Los reactores se introdujeron en un lecho de alúmina fluidizado por aire que trabajó a temperaturas de entre 200 y 300 ºC para conseguir un calentamiento rápido. El mayor rendimiento a ácido fórmico fue de 60% obtenido con la combinación de catalizador y reductor de Pd/C y Al a una temperatura de 300 ºC. Este trabajo demuestra el potencial de las reacciones hidrotermales para convertir el CO2 capturado en forma de NaHCO3 en productos de valor añadido, como el ácido fórmico. Esto permitiría en un futuro desarrollar procesos integrados de captura y utilización de CO2.

This project was developed in the frame of the AMICO2 project funded by the Junta de Castilla y León. The work includes two main parts: an experimental work and a second part where mass and energy balances based on the experimental results are present. The experimental work consisted of making batch reactions to convert CO2 into useful products using bicarbonate as a source of CO2. The main product obtained was formic acid. The reactions took place inside 9 mL volume steel tubes, where different combinations of various reductants and metallic catalysts were tested. Specifically, Zn, Al and Fe were used as reductants and Ni, Pd/C, Fe2O3, Fe3O4 and Cu as catalysts. The reactors were placed in an air-fluidized alumina bed that operated at temperatures between 200 and 300 ° C to achieve rapid heating. The highest yield to formic acid was of 60% obtained with the combination of catalyst and reductant of Pd/C and Al at a temperature of 300 ºC. This work demonstrates the potential of hydrothermal reactions to convert captured CO2 in the form of NaHCO3 into value-added products, such as formic acid. This would allow in the future to develop integrated processes for capturing and using CO2.