Sin embargo existe un problema de gran importancia—casi la mitad del carbono en la biomasa se convierte en dióxido de carbono en vez de en monóxido de carbono, un precursor de los combustibles. Un grupo de investigadores de la Universidad de Minnesota y de la Universidad de Massachusetts, en Amherst, acaba de desarrollar un método para gasificar la biomasa y que convierte todo el carbono en monóxido de carbono.
Con el nuevo método, los investigadores gasifican la biomasa en presencia de cantidades controladas de forma precisa de dióxido de carbono y metano, el principal componente del gas natural, dentro de un reactor catalítico especial desarrollado por los investigadores. Cuando llevaron a cabo este proceso, todo el carbono tanto en la biomasa como en el metano fue convertido a monóxido de carbono. “En la industria química, incluso una mejora de un ligero porcentaje tiene un gran impacto. El incremento del 50 al 100 por cien es profundo,” afirma Dionisios Vlachos, director del Centro de Catálisis para la Innovación Energética en la Universidad de Delaware.
Para incrementar las producciones a partir de la gasificación, los investigadores de la Universidad de Minnesota y UMass Amherst añadieron dióxido de carbono, que promueve una reacción bien conocida: el dióxido de carbono se combina con el hidrógeno para producir agua y monóxido de carbono. No obstante, el hecho de añadir dióxido de carbono no es suficiente para convertir todo el carbono de la biomasa en monóxido de carbono en vez de en dióxido de carbono. También hay que añadir hidrógeno, que ayuda en parte puesto que proporciona la energía necesaria para ejecutar las reacciones. Desde hace tiempo ha sido posible realizar cada uno de estos pasos en reactores químicos distintos. La innovación de los investigadores consistió en encontrar el modo de combinar todas estas reacciones en un único reactor, algo primordial para que el proceso sea asequible.
El proceso podría reducir enormemente las emisiones de gas de efecto inve adero e incrementar la cantidad de combustible que se puede generar a partir de un acre de biomasa utilizando la gasificación. Muchas compañías están a la búsqueda de métodos biológicos para convertir la biomasa en combustible (utilizando enzimas y levadura, por ejemplo), en vez de métodos termoquímicos tales como la gasificación, en parte debido a que los métodos biológicos suelen convertir más biomasa en el combustible deseado que los métodos termoquímicos. La gasificación tiene la ventaja de ser más flexible. El mismo tipo de instalación podría en potencia procesar pasto, madera e incluso neumáticos viejos.
Los investigadores descubrieron que para hacer que el proceso funcionase, era necesario equilibrar con precisión tres variables: la cantidad de dióxido de carbono, la cantidad de oxígeno añadido, y la cantidad de metano en relación a la cantidad de celulosa—un material derivado de la biomasa. La mezcla se introduce en un reactor de alta temperatura consistente en un catalizador a partir de rodio y cerio. En el reactor, las partículas de la celulosa se convierten rápidamente en líquido, que se expande por el catalizador, mejorando las reacciones que conducen a la producción de gases de hidrógeno y monóxido de carbono.
Paul Dauenhauer, profesor de ingeniería química en UMass Amherst, y uno de los investigadores involucrados en el desarrollo del nuevo proceso, afirma que una versión comercial del proceso podría configurarse cerca de una planta eléctrica de gas natural ya existente, lo que proporcionaría un acceso inmediato al metano y el dióxido de carbono. No obstante el proceso aún no está listo para su comercialización. Los investigadores tendrán que demostrar que funciona con biomasa, no sólo con la celulosa derivada de la biomasa. La biomasa contiene varios contaminantes que no se encuentran en la celulosa pura. Estos contaminantes podrían tener un efecto negativo en el catalizador, lo que podría hacer que fuese necesario volver a rediseñar el reactor, afirma. Y podrían darse problemas a la hora de escalar el proceso: entre ellos, habría que asegurarse de que el calor se mueve a lo largo del reactor de la misma forma en que lo hace a pequeña escala.