Nos están vendiendo la idea de que en pocos años tendremos que sustituir nuestros coches y motos por vehículos que funcionen de forma eléctrica o con hidrógeno. La excusa es el cambio climático, pero la razón principal es el agotamiento de las reservas petrolíferas, cada vez de menor calidad y con mayores costes de explotación.
Pienso que el combustible del futuro, tanto para motores de gasolina como diésel, puede ser el etanol. Los motores de gasolina pueden usarlo directamente, aunque en modelos antiguos puede haber corrosión en juntas debido al poder disolvente del etanol. En motores diésel se puede emplear mezclado con un 5-10% de aceite vegetal o con un 20% de gasóleo, para evitar problemas en la lubricación de los inyectores.
Cierto es que quemar etanol libera CO2 a la atmósfera y este gas de efecto invernadero, aunque muchos aún no se lo crean, tiene todas las papeletas para llevarnos al desastre. La solución está en obtener el etanol a partir del CO2 atmosférico, de esta forma generamos un proceso cíclico en el que no alteramos el contenido de CO2 de la atmósfera, pero seguimos disponiendo de un combustible líquido para mover maquinaria, barcos, camiones…… coches y motos.
Uno de los métodos más prometedores para capturar CO2 atmosférico es pasar aire a través de una disolución de hidróxido de potasio, generándose carbonato de potasio.
El tratamiento del carbonato de potasio con hidróxido de calcio (cal apagada) produce carbonato cálcico, que por calcinación libera el CO2 y cal viva (CaO). En un apagador se mezcla la cal viva con agua para volver a obtener la cal apagada. Este proceso funciona de forma cíclica y solo precisa de aire y energía, generando CO2. En el diagrama pueden observarse los cambios entálpicos de los diferentes procesos, siendo la mayoría exotérmicos, salvo la calcinación que es fuertemente endotérmica. El proceso requiere de unos 8.8 kJ de energía aportada por cada mol de CO2 obtenido.
En la segunda imagen tenemos el diagrama de flujo del proceso con los balances de materia y energía (dedicado a mis amigos ingenieros).
El coste por tonelada de CO2 se situaría entre 100-250 $
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(18)30225-3
El proceso de conversión del CO2 a etanol es un proceso industrial muy conocido que precisa de hidrógeno. Pero en 2016 se encontró un proceso electroquímico que permite obtener etanol a partir de CO2, agua y energía eléctrica.
$$2CO_2 + 9 H_2O + 12 electrones ——> CH_3CH_2OH + 12 OH^-$$
Este proceso electroquímico se lleva a cabo sobre un catalizador de cobre con una elevada eficiencia.
https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/slct.201601169
El coste del litro de etanol dependerá de los costes de la energía, pero teniendo en cuenta que cada tonelada de CO2 permite obtener 523 kg de etanol y asumiendo que la recuperación del CO2 atmosférico tenga un coste promedio de 175$ por tonelada, aún quedan otros 348 para el proceso electroquímico y otros gastos de operación, lo que permitiría tener «etanolineras» con precios de dolar/litro.
