Membranas poliméricas compuestas nanoestructuradas para la captura de CO2 en la etapa de pre-combustión de hidrógeno obtenido de la gasificación de biomasa proveniente del departamento de Antioquia

Abstract

El aumento de temperatura en el planeta es causado principalmente por los Gases de Efecto Invernadero (GEI) provocados por procesos industriales y dependencia de los combustibles fósiles. Como las emisiones de CO2 representan aproximadamente el 76 % de los GEI, la reducción de estas emisiones se convierte en una tarea fundamental para frenar el cambio climático. En este proyecto se fabricaron membranas nanoestructuradas de acetato de Celulosa (CA) puras y modificadas con zeolita natural Clinoptilolita (CLN) y zeolita sintética ZSM-5, además algunas membranas modificadas con ZSM-5 fueron impregnadas con Polietilenimina (PEI). Las propiedades de las membranas se obtuvieron mediante pruebas fisicoquímicas, potencial de adsorción de CO2 y permeabilidad de la mezcla H2/CO2 para evaluar la aplicación de las membranas en separación y purificación de gases pre-combustión de hidrógeno. Los resultados en laboratorio presentan las membranas de CA y CLN con potencial de captura de CO2, pero sin separación del H2. Por su parte, en las membranas CA y ZSM-5 se observa una efectiva separación de gases con selectividad al CO2. El PEI aportó a las membranas grupos amina, favoreciendo la interacción química del material con el CO2, pero deformó las fibras evitando la interconexión de poros. En todas las membranas, la carga zeolítica al 25 y 50 % presentaron aglomerados de partículas, se comprobó la presencia del material cerámico con los resultados de su composición elemental y los grupos funcionales, donde se observaron picos relacionados a los tetraedros de aluminosilicatos, picos en los planos cristalinos de las fibras modificadas y respuesta térmica que comprueba su presencia en el material electrohilado compuesto. Así, este trabajo presenta ambas membranas con potencial de captura y las CA y ZSM-5 de matriz compuesta con posible aplicación para la separación de gases pre-combustión de H2 y captura de CO2.