Desarrollo de un Microreactor de Membrana Cerámica Catalítica de Alto Rendimiento para la Conversión de Dióxido de...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Química
• Ciencia de Materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Los reactores tradicionales enfrentan limitaciones termodinámicas para la conversión de CO2 a metanol.
• Los reactores de membrana existentes muestran una conversión limitada y enfrentan problemas estructurales/de escalado.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar un reactor de microcanal de membrana cerámica (CMMR) para mejorar la conversión de CO2 a metanol.
• Superar las limitaciones de los reactores de membrana tradicionales y convencionales.

Principales métodos:

• Se diseñó un CMMR con microcanales de 500 µm y una membrana de zeolita LTA catalítica (~45 µm de recubrimiento de Cu-ZnO-Al2O3).
• Se utilizaron simulaciones de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para el análisis de la distribución del flujo.
• Se realizaron experimentos a 220 °C y 3,0 MPa.

Principales resultados:

• Se logró una conversión de CO2 del 82 %, superando significativamente a los reactores tradicionales y a la conversión de equilibrio.
• Demostró una conversión 1.5 veces mayor que los reactores de membrana tubulares convencionales.
• Se reportó una selectividad de metanol del 51,6 % y un rendimiento del 42,3 %.

Conclusiones:

• El sistema CMMR muestra un alto potencial para la síntesis eficiente de metanol.
• Esta tecnología se alinea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS 7, 9, 13) para energía limpia y acción climática.
• El CMMR ofrece una alternativa viable a los procesos industriales actuales de producción de metanol.