Cuadernillo didáctico y de divulgación científica presentado en la Semana de la Ciencia y la Tecnología.Peer reviewe

Arenillas de la Puente, Ana

Menéndez Díaz, José Ángel

Digital.CSIC

SÍNTESIS DE MATERIALES DE CARBONOInstituto Nacional del Carbón El Instituto Nacional del Carbón (INCAR) , con sede en Oviedo , es uncentro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Suactividad científica se centra en: Procesos de conversión y producción limpia deenergía Desarrollo de materiales para aplicacionesenergéticas y medioambientalesEl INCAR cuenta con una plantilla de 150 personas, entreinvestigadores y personal de apoyo: doctores, licenciados enQuímica, Física, Geología, Ingenieros Químicos e Ingenieros deMinas en distintas fases de su formación y personal técnico.Instituto Nacional del Carbón C/ Francisco Pintado Fe, 26La Corredoria33011 Oviedo, AsturiasTel. +34 985 119090Fax + 34 985 297662www.incar.csic.es(i) Calentamiento directo del material(ii) Calentamiento selectivo en función de la naturaleza de los materiales(iii) Calentamiento volumétrico(iv) Proceso rápido tanto para calentar como para dejar de hacerlo(v) Alto nivel de seguridad, automatización y escaladoMicroondas para aplicaciones tecnológicas Diseño y contenidos: Grupo MCAT (www.mcat.es.tt)El calentamiento con microondas ofrece un gran número deventajas respecto al calentamiento convencional, entre lasque destaca:Debido a estas ventajas, elcalentamiento conmicroondas se usa endistintas áreas de la ciencia yla tecnología.Concretamente, el INCARtrabaja en algunos de estoscampos, siemprerelacionados con losmateriales carbonosos,energía y medioambiente.Uno de los objetivos principales en la síntesis de materiales decarbono es el poder controlar sus propiedades para adecuarlasa una aplicación concreta. Con los geles de carbono se puedeconseguir un control de la porosidad y un conformado final delmaterial óptimo y enfocado a su posterior uso.Gracias al calentamientoselectivo, rápido y efectivode las microondas sepueden sintetizar tambiénnanofilamentos o nanotubosde forma rápida y eficiente.Utilizando el microondaspara la obtención degeles de carbono, sepuede disminuir más deun 95 % el tiempo desíntesis, manteniendo elcontrol de suspropiedades finales, loque implica menorescostes de producción ymayor competitividad delmaterial.Crecimiento de nanofilamentos sobre un soporteCrecimiento de nanofilamentos en masaSemana de la Ciencia y de la TecnologíaINCARVALORIZACIÓN TÉRMICA DE RESIDUOS MEJORA DE REACCIONES CATALÍTICAS PRODUCCIÓN, MODIFICACIÓN Y REGENERACIÓN DE CARBONES ACTIVOSPROCESOS METALÚRGICOS Y MINERALESEl uso de microondas en laregeneración de carbones activostiene un menor impacto en lapérdida de capacidad de adsorcióndespués de cada ciclo deregeneración, permitiendo aumentarconsiderablemente la vida útil delcarbón activo.Gracias a las características peculiares del calentamiento demateriales en microondas (choques térmicos, calentamientoheterogéneo y la aparición de puntos calientes) se puedeproducir de forma controlada el agrietamiento y debilitación delmaterial. Como consecuencia se obtiene un ahorro de tiempoen la molienda, menor consumo de energía y una reducción enlos costes de mantenimiento de los molinos.Una alternativa a la incineración de residuos es lapirólisis en microondas, es decir el tratamientotérmico sin llegar a la combustión completa delresiduo.En la producción de H2 como vector energético del futuro apartir del reformado seco (con CO2) de metano, elmicroondas presenta grandes ventajas.Se consumen dos gases“efecto invernadero”:CO2 y CH4El proceso se encuentrafavorecido si se produce conmicroondas, ya que laconversión es prácticamentedel 100% debido a laformación de microplasmas yse pueden utilizar materialescarbonosos baratos que seregeneran durante el propioprocesoH2H2El tratamiento térmico en microondaspuede ser utilizado para la obtención eincluso la modificación de la porosidad yla química superficial de carbonesactivos de una forma muy rápida yfácilmente escalable.microondasEl biogás contiene CH4 yCO2 en su composición,por lo que la reacción dereformado seco puedeconsiderarse comoautoreformado de biogás.para producir gas desíntesis:H2 + COCon este proceso se produce, además de un residuocarbonoso con posibilidad de ser re-utilizado, más cantidad degases que cuando se realiza mediante calentamientoconvencional.Los gases producidos con la pirólisis en microondas tienen uncontenido energético importante, tienen menos CO2 y unamayor proporción de gas de síntesis (CO + H2) que el procesoconvencional. Este gas puede ser utilizado para la producciónde H2 o para la síntesis de gran cantidad de productos (ej.amoniaco, metanol, etc.)

Microondas para aplicaciones tecnológicas

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