El Instituto Coreano de Investigación Energética (KIER) se ha convertido en el primero en Corea en desarrollar un proceso de gasificación continua basado en la combustión de oxicombustible que produce gas de síntesis como materia prima de hidrógeno a partir de residuos plásticos termoestables.

Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Chong-Pyo Cho del Departamento de Investigación del Sistema de Convergencia Energética del Instituto Coreano de Investigación Energética (Presidente: Yi Chang-Keun, en adelante denominado KIER) ha desarrollado con éxito el primer proceso continuo basado en la combustión de oxicombustible de la República de Corea para producir gas de síntesis de alta calidad* a partir de residuos plásticos, incluidas resinas termoestables difíciles de reciclar.

Ante la crisis climática mundial y el agotamiento de los recursos, que se consolidan como problemas urgentes, las tecnologías de reciclaje de residuos plásticos están atrayendo cada vez más atención. Como resultado, se proyecta que el mercado mundial de reciclaje de residuos plásticos, valorado en aproximadamente 100 billones de KRW en 2023, crecerá a una tasa anual promedio del 8,1%, alcanzando los 173 billones de KRW para 2030.

Los plásticos se clasifican generalmente en dos tipos: termoplásticos, que pueden remodelarse al calentarse, y plásticos termoestables, que se endurecen tras el curado y son difíciles de descomponer. Entre estos, los termoestables destacan por su alta resistencia al calor y estabilidad química, lo que los hace útiles en formas compuestas para aplicaciones automotrices y electrónicas. Sin embargo, debido a que su descomposición requiere temperaturas extremadamente altas, a menudo se eliminan en vertederos o se incineran después de su uso, lo que los convierte en un importante contribuyente a la contaminación ambiental.

El Dr. Chong-pyo Cho y su equipo de investigación del Instituto Coreano de Investigación Energética han desarrollado un proceso de gasificación basado en la combustión de oxicombustible que convierte residuos plásticos termoestables mixtos en gas de síntesis, una materia prima clave para la producción de hidrógeno. Por primera vez en Corea, el equipo estableció un proceso continuo, mejorando la eficiencia del proceso y reduciendo con éxito el alquitrán, un subproducto de la gasificación, en un 93,4 % en comparación con el nivel habitual requerido para el gas de síntesis de calidad comercial.

El equipo de investigación implementó una tecnología de control de combustión con oxicombustible que elimina el nitrógeno del aire para minimizar la pérdida de calor, junto con un sistema de horno de fusión regenerativo que retiene el calor dentro del gasificador. Estas innovaciones permitieron mantener altas temperaturas que alcanzan los 1300 °C. Como resultado, establecieron un proceso continuo desde la entrada de la materia prima, pasando por el pretratamiento, hasta la gasificación, maximizando significativamente la eficiencia general del proceso.

La cantidad de alquitrán generada durante el proceso también se redujo drásticamente. El alquitrán, un subproducto del proceso, tiene alta viscosidad y tiende a adherirse a las líneas de proceso, lo que dificulta la operación continua. La descomposición eficaz del alquitrán requiere temperaturas superiores a 1000 °C, pero el procesamiento convencional de residuos plásticos suele operar por debajo de los 800 °C, lo que genera grandes cantidades de alquitrán sin descomponer. Si bien se pueden instalar sistemas de purificación independientes para eliminar el alquitrán, estos incrementan significativamente el costo total del proceso.

Al mantener altas temperaturas de forma continua durante el proceso integrado, el equipo de investigación logró reducir la generación de alquitrán a tan solo 0,66 mg/Nm³ (miligramos por metro cúbico normal) sin necesidad de un sistema de purificación independiente. Esto representa una reducción del 93,4 % en comparación con el umbral de concentración de alquitrán requerido para el gas de síntesis utilizado en los procesos de síntesis química de combustibles.

El proceso desarrollado se demostró mediante una planta piloto capaz de procesar una tonelada de residuos plásticos termoestables mixtos al día. El sistema mostró una capacidad de producción de hidrógeno de 0,13 kg por cada kg de residuos plásticos mixtos. Con base en estos resultados, el equipo de investigación obtuvo tres patentes nacionales y presentó una internacional, sentando las bases para la comercialización.

El Dr. Chong-pyo Cho, investigador principal, declaró: «Este logro es significativo, ya que mejora considerablemente la eficiencia de la gasificación y reduce drásticamente la generación de alquitrán utilizando tecnología desarrollada íntegramente en el país». Añadió: «Planeamos ampliar el proceso a una capacidad de 2 toneladas diarias y continuar la investigación relacionada para avanzar hacia la comercialización».

Mientras tanto, esta investigación se llevó a cabo con el apoyo del programa de I+D del Ministerio de Medio Ambiente para tecnologías de conversión de combustibles y materias primas basadas en residuos plásticos.

[Este contenido procede de Fuelcellsworks Lee el original aquí]