Producción de H₂ basada en síntesis de flujo de procesos a partir de plásticos de desechos. Crédito: Kier
Un equipo de investigación ha desarrollado con éxito el primer proceso continuo basado en combustión de oxi-combustible de la República de Corea para producir síntesis de alta calidad a partir de plásticos de desechos, incluidas las resinas de termoestables difíciles de reciclar. El equipo fue dirigido por el Dr. Chong-Pyo Cho del Departamento de Investigación del Sistema de Convergencia Energética en el Instituto de Investigación de Energía de Corea (KIER).
Con la crisis climática global y el agotamiento de los recursos que surgen como problemas apremiantes, las tecnologías de reciclaje de desechos plásticos están atrayendo una atención cada vez mayor. Como resultado, se prevé que el mercado global de reciclaje de plástico de residuos, valorado en aproximadamente 100 billones de KRW en 2023, crecerá a una tasa anual promedio de 8.1%, alcanzando 173 billones de KRW para 2030.
Los plásticos generalmente se clasifican en dos tipos: termoplásticos, que se pueden remodelar cuando se calientan, y los plásticos termoséticos, que se vuelven difíciles después del curado y son difíciles de descomponer. Entre estos, los plásticos termoséticos son conocidos 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 su descomposición que requiere temperaturas extremadamente altas, a menudo se eliminan a través del vertedero o la incineración después del uso, lo que los convierte en un importante contribuyente a la contaminación ambiental.
La planta piloto de Yongin utilizada para la validación experimental de los resultados de la investigación. Crédito: Kier
El Dr. Chong-Pyo Cho y su equipo de investigación en el Instituto de Investigación de Energía de Corea han desarrollado un proceso de gasificación basado en la combustión de oxi-combustible que convierte los plásticos de desechos de termoset mixtos en syngas, una alimentación 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 TAR, un subproducto de la gasificación, en un 93.4% en comparación con el nivel típicamente requerido para los síntesis de grado comercial.
El equipo de investigación implementó una tecnología de control de combustión de oxi-combustible 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 el mantenimiento de altas temperaturas que alcanzaron 1.300 ° C. Como resultado, establecieron un proceso continuo desde la entrada de materia prima a través del pretratamiento hasta la gasificación, maximizando significativamente la eficiencia general del proceso.
La cantidad de TAR generada durante el proceso también se redujo drásticamente. Tar, un subproducto del proceso, tiene alta viscosidad y tiende a atenerse a las líneas del proceso, obstaculizando la operación continua.
La descomposición efectiva del alquitrán requiere temperaturas superiores a 1,000 ° C, pero el procesamiento de residuos plásticos convencionales típicamente opera por debajo de 800 ° C, lo que resulta en grandes cantidades de alquitrán no descompuesto. Si bien se pueden instalar sistemas de purificación separados para eliminar TAR, aumentan significativamente el costo general del proceso.
Al mantener altas temperaturas continuamente a través del proceso integrado, el equipo de investigación logró reducir la generación de tar a solo 0.66 mg/nm³ (miligramos por metro cúbico normal) sin la necesidad de un sistema de purificación separado. Esto representa una reducción del 93.4% en comparación con el umbral de concentración de TAR requerido para los síntesis utilizados en los procesos de síntesis de combustible químico.
El proceso desarrollado se demostró utilizando una planta piloto capaz de procesar una tonelada de plásticos de desechos de termoestos mixtos por día. El sistema mostró una capacidad de producción de hidrógeno de 0.13 kg por 1 kg de plásticos de desechos mixtos. Según estos resultados, el equipo de investigación aseguró tres patentes nacionales y presentó una patente internacional, sometiendo a las bases para la comercialización.
El Dr. Chong-Pyo Cho, el investigador principal, declaró: “Este logro es significativo porque mejora en gran medida la eficiencia de gasificación y reduce drásticamente la generación de alquitrán utilizando tecnología completamente desarrollada en el país. Planeamos ampliar el proceso a una capacidad de 2 toneladas por día y continuar con la investigación relacionada con la comercialización”.
Proporcionado por el Consejo Nacional de Investigación de Ciencia y Tecnología
Cita: los plásticos de desechos de termoestacio difíciles de recordar renacidos como hidrógeno (2025, 5 de junio) Consultado el 5 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-hard-recycle-thermoset-plastics-reborn.html
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