Adaptación y puesta en marcha de un fotorreactor solar de tipo CPC para la producción de combustibles sintéticos a partir de la reducción fotocatalítica de dióxido de carbono

Abstract

El presente proyecto tiene como objetivo principal la adaptación y puesta en marcha de un fotorreactor solar, diseñado para llevar a cabo el proceso de fotorreducción de dióxido de carbono, con el fin de obtener combustibles sintéticos. El mismo fue llevada a cabo en el Centro de Investigación de Electroquímica y Energía Química (CELEQ) de la Universidad de Costa Rica. Primeramente, se valoró la situación inicial del equipo, el cual se encontraba en muy mal estado; debido a esto, todas las conexiones, tuberías, equipos de medición de datos, bomba y estructura del fotorreactor, fueron cambiados y construidos nuevamente, mientras que se reutilizaron un tanque de aluminio, un tanque de vidrio, los tubos del fotorreactor y el armazón principal. La configuración del mismo era de tipo CPC (colector parabólico compuesto), la cual se mantuvo igual debido a que era conveniente según los requerimientos operativos. Se agregó al sistema un sistema fotovoltaico para la alimentación de la bomba y el sistema de adquisición de datos, los cuales también se cambiaron por completo, para hacer el equipo completamente independiente de la red eléctrica y dar aún más énfasis al aprovechamiento solar, además de cambios en materiales como mangueras de combustible en PVC, involutas de acrílico, entre otros. Con el fin de validar el sistema construido en un proceso fotocatalítico, se realizó una corrida de validación utilizando como fotocatalizador un material compuesto de CdS al 45% en TiO2, el cual fue sintetizado en el laboratorio, en una concentración de catalizador de 0.5 g/L, empleando NaOH (1 g/L) como agente de sacrificio para la fotorreducción del dióxido de carbono, cuantificando metano como producto principal mediante cromatografía de gases. Se obtuvo que el equipo funciona sin ningún problema en términos mecánicos, con y sin el fotocatalizador, los sensores colocados miden correctamente y el sistema fotovoltaico funciona según...