A gaseificação de biomassa baseada em Chemical Looping (CLG) usando um sorvente de Ca é um conceito avançado para produzir hidrogênio renovável. A limitação imposta pelo balanço de carbonatação obriga o gaseificador a operar abaixo de 700 ºC. Esta temperatura implica uma redução significativa na conversão do carvão em vapor e, portanto, uma produção limitada de hidrogénio. O carvão não convertido é queimado no calcinador fornecendo a energia necessária para manter o processo. Até agora, as soluções propostas para gerar um fluxo de CO2 pronto para sequestro no calcinador são: a utilização de oxigênio puro de uma unidade de separação de ar (ASU), ou a incorporação de outro Chemical Looping para transportar o oxigênio para o calcinador através do transportador. partículas. Em ambos os casos obtém-se um gás de combustão com CO2 e vapor, do qual o vapor pode ser facilmente separado por condensação. Embora algumas destas propostas sejam muito atrativas, existem aspectos importantes ou aspectos a melhorar:

1. A produção de hidrogénio a partir da água (water splitting) é muito limitada, uma vez que a gaseificação do carvão com vapor abaixo de 700 ºC é muito lenta.

2. Os processos necessários para produzir CO2 pronto para sequestro são extraordinariamente caros (ASU) ou complexos (looping químico com transportador de O2).

3. O controlo preciso da circulação de sólidos entre reactores em CLG é altamente complexo, uma vez que vários processos têm de ser optimizados em simultâneo (equilíbrio térmico do circuito, captura de CO2, conversão de alcatrão e regeneração de sorventes).

4. A desactivação do sorvente com o número de ciclos é grandemente penalizada pelas condições severas sob as quais a calcinação é geralmente realizada.

5. A penalização energética, resultante do trabalho cíclico entre uma calcinação muito endotérmica a uma temperatura elevada e uma carbonatação exotérmica a uma temperatura muito mais baixa, é muito elevada.

Neste projeto é proposto um processo que melhora as desvantagens anteriores, através de um CLG em que o calor necessário para a calcinação é fornecido pela energia solar térmica, e o carvão (e alcatrão) é convertido cataliticamente no gaseificador.

Além disso, durante o dia o CaO é utilizado para armazenar quimicamente a energia solar, garantindo a produção ininterrupta de H2 nos períodos sem radiação solar. Em essência, o processo proposto oxida a biomassa com vapor, utilizando energia solar e produz uma corrente concentrada de H2 no gaseificador e uma corrente de CO2 pronta para sequestro no calcinador.

Embora este projeto não proponha a construção de uma nova planta piloto para demonstração do CLG solar proposto, propõe-se estudar experimentalmente (além de teoricamente) os aspectos e desafios mais importantes, utilizando a infraestrutura existente no grupo de pesquisa. Será também realizado um estudo de viabilidade técnica e económica, bem como de sustentabilidade ambiental.

A equipe de pesquisa é formada por membros de grupos de pesquisa espanhóis e internacionais. Os dois grupos de investigação espanhóis possuem uma vasta e comprovada experiência nos principais aspectos a desenvolver neste projecto.

O projeto contribui para três dos desafios no domínio energético do Governo espanhol, bem como para vários dos desafios específicos da UE.