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PLEC2021-007831

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REDUCCIONES FOTOCATALÍTICAS DE CO2 CON HIDRÓGENO VERDE (PHOTORED)

PHOTORED tiene como objetivo desarrollar materiales para promover la hidrogenación selectiva de CO2 con luz solar. Se prepararán y evaluarán 4 tipos de fotocatalizadores que conducirán selectivamente a los siguientes productos CH4... ver más

01/01/2021

FUNDACIO INSTITUT...

199K€

Presupuesto del proyecto: 199K€

Líder del proyecto

FUNDACIO INSTITUT CATALA D'INVESTIGACIO QUIMI... Otra investigación y desarrollo experimental en ciencias naturales y técnicas asociacion

TRL 4-5 | 50K€

Financiación concedida El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2021-01-01 No tenemos la información de la convocatoria

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Líder del proyecto

FUNDACIO INSTITUT CATALA D'INVESTIGACIO QUIMI... Otra investigación y desarrollo experimental en ciencias naturales y técnicas asociacion

TRL 4-5 | 50K€

Presupuesto del proyecto 199K€

Descripción del proyecto PHOTORED tiene como objetivo desarrollar materiales para promover la hidrogenación selectiva de CO2 con luz solar. Se prepararán y evaluarán 4 tipos de fotocatalizadores que conducirán selectivamente a los siguientes productos CH4, CO, CH3OH o C2+. Estos procesos pueden promoverse térmicamente utilizando catalizadores de Ni (Sabatier), Co, Fe (CO y C2+) o Cu (metanol), pero las reacciones térmicas requieren altas temperaturas (500 ºC) y altas presiones (100 bares, síntesis de metanol) debido a los altos valores de energía de activación necesarios para activar el CO2. Fotocatalíticamente, estas reacciones serán promovidas por la luz solar como fuente de energía única o primaria utilizando fotocatalizadores apropiados de los cuales los socios han obtenido la prueba de concepto (síntesis fotocatalítica selectiva de metanol) o han publicado recientemente fotocatalizadores apropiados (metanización fotocatalítica selectiva, conversión inversa gas agua y C2+). Las hidrogenaciones fotocatalíticas de CO2 se realizarán en flujo continuo. El H2 verde se obtendrá mediante electrólisis de agua (tecnología madura), pero podría adaptarse igualmente al H2 obtenido a partir de agua mediante reacción fotocatalítica.El desarrollo de PHOTORED (3 años) se llevará a cabo mediante la realización de 4 paquetes de trabajo científico (WP) más 2 relacionados con coordinación y difusión. El WP1 se refiere a la obtención de CO2 por captura a partir de biogás y generación de H2 mediante electrólisis de agua obtenida por depuración de aguas residuales urbanas. El WP2 se refiere a la síntesis de una serie de 4 fotocatalizadores diferentes en los que se controlarán diferentes parámetros, como composición, tamaño de partícula o porcentaje en peso. La caracterización de estos materiales revelará información importante con respecto a la energía de las bandas de conducción y valencia y la vida útil y reactividad de los portadores de carga fotoinducidos. El WP3 se centrará en el cribado de la actividad fotocatalítica de cada material, buscando una correlación entre las propiedades y el rendimiento fotocatalítico, y también la comprensión del origen de la actividad fotocatalítica y el mecanismo de reacción. El WP4 se refiere al diseño y construcción de una fotorreacción de flujo continuo que podría operar con los mejores fotocatalizadores seleccionados en WP anteriores. El WP4 incluye también la fabricación aditiva del fotocatalizador para ser insertado en el fotorreactor y el análisis tecno-económico de la viabilidad de la reducción fotocatalítica de CO2 en comparación con otras alternativas.El tema es de interés para DAM (tratamiento de aguas residuales urbanas) que explota más de 10 instalaciones de biogás. El biogás, mezcla 60/30 de CH4 y CO2, y existe un interés urgente en implementar procesos de valorización directamente en estas fuentes para evitar su emisión a la atmósfera (totalmente prohibida en 3 años). En este contexto, el consorcio cuenta con socios de experiencia complementaria desde la producción de H2 verde (ITECAM), hasta la preparación de materiales (ITQ) y la fotocatálisis (ICIQ e ITQ) para lograr los objetivos de desarrollo de reacciones fotocatalíticas selectivas que operan en flujo continuo. La razón fundamental detrás de la selección de H2 como fuente de electrones y protones en la reacción fotocatalítica selectiva es la mayor eficiencia de la reacción fotocatalítica y los menores tiempos de irradiación en comparación con el proceso alternativo basado en HO2 como agente reductor. De esta manera, PHOTORED tiene como objetivo lograr la conversión de CO2, la selectividad del producto y la estabilidad del fotocatalizador para desarrollar una planta piloto a escala de laboratorio que podría demostrar la viabilidad técnica y económica del proceso y podría llevar una reacción fotocatalítica a un nivel de preparación tecnológica de 4, lo que sería el punto de partida para iniciar en fases posteriores prototipos de relevancia industrial.

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