Producción Sostenible de Hidrógeno a partir de Residuos Plásticos: Optimizando la Pirólisis para una Economía Circular
Autores: Medaiyese, Fiyinfoluwa Joan; Nasriani, Hamid Reza; Khan, Khalid; Khajenoori, Leila
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Producción Sostenible de Hidrógeno a partir de Residuos Plásticos: Optimizando la Pirólisis para una Economía Circular
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Hidrógeno
Producción
Residuos plásticos
Proceso termoquímico
Optimización
Sostenible
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El hidrógeno es un combustible limpio y no contaminante, y un actor clave en la descarbonización del sector energético. El interés en la producción de hidrógeno ha crecido debido a las preocupaciones sobre el cambio climático y la necesidad de alternativas sostenibles. A pesar de los avances en las tecnologías de conversión de residuos en hidrógeno, la conversión eficiente de residuos plásticos mixtos a través de un proceso termochema integrado sigue siendo insuficientemente explorada. Este estudio presenta un novedoso marco de pirólisis-reformado en múltiples etapas para maximizar el rendimiento de hidrógeno a partir de residuos plásticos mixtos, incluyendo polietileno (HDPE), polipropileno (PP) y poliestireno (PS). La optimización del rendimiento de hidrógeno se logra mediante la integración de dos reactores de desplazamiento de agua-gas y una unidad de adsorción por oscilación de presión, lo que permite tasas de producción de hidrógeno de hasta 31.85 kmol/h (64.21 kg/h) a partir de 300 kg/h de residuos plásticos mixtos, que consisten en 100 kg/h de HDPE, 100 kg/h de PP y 100 kg/h de PS. Se evaluaron los parámetros clave del proceso, revelando que aumentar la temperatura de reformado de 500 grados C a 1000 grados C incrementa el rendimiento de hidrógeno en un 83.53%, aunque las ganancias más allá de 700 grados C son mínimas. Presiones de reformado más altas reducen los rendimientos de hidrógeno y monóxido de carbono, mientras que una relación de vapor a plástico de dos mejora la eficiencia de producción. Este trabajo destaca una estrategia novedosa, escalable y termodinámicamente eficiente para valorizar residuos plásticos mixtos en hidrógeno, contribuyendo a los objetivos de economía circular y a la transición energética sostenible.
Descripción
El hidrógeno es un combustible limpio y no contaminante, y un actor clave en la descarbonización del sector energético. El interés en la producción de hidrógeno ha crecido debido a las preocupaciones sobre el cambio climático y la necesidad de alternativas sostenibles. A pesar de los avances en las tecnologías de conversión de residuos en hidrógeno, la conversión eficiente de residuos plásticos mixtos a través de un proceso termochema integrado sigue siendo insuficientemente explorada. Este estudio presenta un novedoso marco de pirólisis-reformado en múltiples etapas para maximizar el rendimiento de hidrógeno a partir de residuos plásticos mixtos, incluyendo polietileno (HDPE), polipropileno (PP) y poliestireno (PS). La optimización del rendimiento de hidrógeno se logra mediante la integración de dos reactores de desplazamiento de agua-gas y una unidad de adsorción por oscilación de presión, lo que permite tasas de producción de hidrógeno de hasta 31.85 kmol/h (64.21 kg/h) a partir de 300 kg/h de residuos plásticos mixtos, que consisten en 100 kg/h de HDPE, 100 kg/h de PP y 100 kg/h de PS. Se evaluaron los parámetros clave del proceso, revelando que aumentar la temperatura de reformado de 500 grados C a 1000 grados C incrementa el rendimiento de hidrógeno en un 83.53%, aunque las ganancias más allá de 700 grados C son mínimas. Presiones de reformado más altas reducen los rendimientos de hidrógeno y monóxido de carbono, mientras que una relación de vapor a plástico de dos mejora la eficiencia de producción. Este trabajo destaca una estrategia novedosa, escalable y termodinámicamente eficiente para valorizar residuos plásticos mixtos en hidrógeno, contribuyendo a los objetivos de economía circular y a la transición energética sostenible.