Nanoadsorbentes para captura de dióxido de carbono (CO2): un enfoque a la purificación del biogás

  • Alexander Muñoz-Muñoz Grupo de Investigación en Tecnologías de Valorización de Residuos y Fuentes Agrícolas e Industriales para la Sustentabilidad Energética (INTERFASE), Escuela de Ingeniería Química, Universidad Industrial de Santander http://orcid.org/0000-0002-4522-4812
  • Omar Yesid Moreno-Moreno Grupo de Investigación en Tecnologías de Valorización de Residuos y Fuentes Agrícolas e Industriales para la Sustentabilidad Energética (INTERFASE), Escuela de Ingeniería Química, Universidad Industrial de Santander
  • Liliana del Pilar Castro-Molano Grupo de Investigación en Tecnologías de Valorización de Residuos y Fuentes Agrícolas e Industriales para la Sustentabilidad Energética (INTERFASE), Escuela de Ingeniería Química, Universidad Industrial de Santander http://orcid.org/0000-0001-8893-6310
  • Humberto Escalante-Hernandez Grupo de Investigación en Tecnologías de Valorización de Residuos y Fuentes Agrícolas e Industriales para la Sustentabilidad Energética (INTERFASE), Escuela de Ingeniería Química, Universidad Industrial de Santander http://orcid.org/0000-0002-6257-8110
  • Santiago Céspedes-Zuluaga Grupo de Investigación en Fenómenos de Superficie – Michael Polanyi, Departamento de Procesos y Energía, Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia
  • Karol Zapata-Acosta Grupo de Investigación en Fenómenos de Superficie – Michael Polanyi, Departamento de Procesos y Energía, Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia http://orcid.org/0000-0003-0850-4556
  • Farid Cortés-Correa Grupo de Investigación en Fenómenos de Superficie – Michael Polanyi, Departamento de Procesos y Energía, Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia http://orcid.org/0000-0003-1207-3859

Resumen

En los últimos años, la producción de biogás en biodigestores domésticos ha tenido un creciente desarrollo, siendo empleado en zonas rurales principalmente para iluminar y calentar. Sin embargo, la presencia de CO2 reduce considerablemente el poder calorífico del biogás, lo cual genera disminución en la eficiencia térmica, lo que hace necesaria la remoción de este componente para mejorar la calidad del gas y aumentar sus posibilidades de aplicación como combustible. En este trabajo se evaluó la capacidad de adsorción de CO2 de nanopartículas de sílice y sílice pirogénica comercial Aerosil 380 funcionalizadas con aminas. Las nanopartículas de sílice se prepararon mediante el método sol-gel usando como precursor de silicio tetraetil ortosilicato (TEOS). Los materiales se funcionalizaron mediante impregnación húmeda con 15 y 30 %p de dietanolamina y etilendiamina. Las pruebas de caracterización permitieron determinar el tamaño de nanopartícula (TEM), área superficial (BET), estabilidad térmica (TGA) y composición química (FTIR) de las nanoestructuras, y relacionar dichas propiedades con la afinidad por el adsorbato. Los ensayos de adsorción de CO2 se realizaron a una temperatura de 30 °C bajo un flujo de 60 mLmin-1 de CO2 a una presión de 20 psi. Los materiales basados en sílice pirogénica Aerosil 380 obtuvieron una mayor capacidad de adsorción comparados con los materiales de nanopartículas de sílice sintetizadas, y se obtuvo la mayor capacidad de adsorción (35,4 mg/g) para la muestra impregnada al 30 % p/p de dietanolamina, que además puede adsorber CO2 en presencia de humedad.

Palabras clave: Nanopartículas de Sílice, Adsorción de CO2, Purificación de Biogás

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Biografía del autor

Karol Zapata-Acosta, Grupo de Investigación en Fenómenos de Superficie – Michael Polanyi, Departamento de Procesos y Energía, Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia

Farid Cortés-Correa, Grupo de Investigación en Fenómenos de Superficie – Michael Polanyi, Departamento de Procesos y Energía, Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia

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Publicado
2020-06-30
Sección
Artículos