Un cambio de paradigma en las investigaciones de Texas A&M y la Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) del Departamento de Energía de EE.UU. está cambiando la forma de procesar el coque de petróleo.
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Perfeccionando la conversión del coque de petróleo en grafito sintético
Un proyecto de tres años y 3 millones de dólares tiene como objetivo mejorar el proceso de conversión del coque de petróleo en grafito sintético, un componente esencial para los sistemas de almacenamiento de energía, como las baterías de iones de litio. Se busca hacerlo más eficiente y menos perjudicial para el medio ambiente.
«No sólo estamos resolviendo un problema, en cierto sentido esto también reduce las emisiones», afirma el Dr. Faruque Hasan.
La subvención otorgada busca cambiar el proceso mediante el uso de catalizadores para convertir el coque de petróleo en grafito sintético. Esto tiene beneficios tanto para aplicaciones como las baterías y para reducir la dependencia de fuentes extranjeras de grafito, como explica el Dr. Micah Green, jefe asociado del Departamento de Ingeniería Química Artie McFerrin de la Universidad A&M de Texas.
Hacia un enfoque sostenible en la producción de grafito
El coque de petróleo puede convertirse en grafito, pero el método tradicional requiere un consumo de tiempo y energía significativo, ya que implica calentar el material a 5.000° Fahrenheit. Sin embargo, los investigadores de Texas A&M han inventado la grafitización catalítica, que reduce drásticamente el tiempo y la temperatura necesarios para el tratamiento.
Este método innovador aumenta la productividad y reduce las emisiones de carbono y los costos asociados a la producción convencional de grafito sintético. El Dr. Green explica que, si bien han realizado experimentos exitosos a pequeña escala, ahora deben demostrar que el proceso puede llevarse a cabo a gran escala para su implementación industrial.
Transformando la industria y fortaleciendo cadenas de suministro
Esta iniciativa forma parte del programa VISION OPEN de ARPA-E, que busca mejorar componentes clave de la industria energética y transformar el coque de petróleo en productos útiles de carbono en lugar de utilizarlo como combustible. Además de mitigar las emisiones, el objetivo es fortalecer las cadenas de suministro nacionales y reducir la dependencia de fuentes extranjeras de grafito.
El Dr. Hasan explica que su grupo está especializado en el modelado computacional, la simulación y la optimización de tecnologías emergentes. Su objetivo es determinar el diseño óptimo del proceso y los dominios de operatividad de esta nueva tecnología para la producción sostenible de productos químicos de alto valor a partir del coque de petróleo.
Un futuro más limpio y una economía del carbono más circular
Si se logra la viabilidad de esta grafitización catalítica a gran escala, se aumentará significativamente la facilidad y sostenibilidad de la producción de grafito y se contribuirá a soluciones energéticas más limpias. Además, se abrirá la puerta a la reconversión del coque de petróleo en materiales de alto valor, fomentando así una economía del carbono más circular.
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