Ecologistas de la Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University) compararon los principales métodos para obtener biocombustibles a partir de microalgas y determinaron el más eficaz.
Los investigadores tuvieron en cuenta tanto el proceso de preparación de las materias primas, el rendimiento del producto final y los costes energéticos de la síntesis.
La síntesis de biocombustibles, que deberían reemplazar a los combustibles convencionales, debe ser verde. Por lo tanto, los científicos continúan buscando nuevos protocolos que aumenten la eficiencia de la producción de biocombustibles y la hagan lo más ecológica posible.
Los investigadores de RUDN University, Moscow State University, el Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences y Graphic Era University (India) compararon tres enfoques para obtener combustibles de cianobacterias o microalgas.
Biomasa de microalgas como fuente de biocombustibles
La biomasa de microalgas es la materia prima para la fabricación de biocombustibles de tercera y cuarta generación, debido a que tienen la mayor productividad y al mismo tiempo no compiten con los alimentos y piensos.
El cultivo de microalgas en estanques para la producción de energía no afectan la conservación natural de la materia orgánica en la biosfera, y las granjas de algas pueden ser considerados como absorbentes de CO2 antropogénicos mediante su conversión de energía en alta densidad.
Métodos para la obtención de biocombustibles
Existen dos métodos principales para la obtención de combustibles a partir de biomasa: la pirólisis y la licuefacción hidrotermal.
Pirólisis
La pirólisis primero implica la descomposición térmica de biomasa seca sin acceso a oxígeno y a alta temperatura.
Los investigadores emplearon la pirólisis a temperaturas de 300, 400, 500 y 600 grados.
Licuefacción hidrotermal
En la licuefacción hidrotermal, la biomasa húmeda se calienta bajo presión. Así es como se forma el aceite en condiciones naturales.
La licuefacción hidrotermal tuvo lugar a temperaturas de 270, 300 y 320 grados.
“Los productores de energía enfrentan el desafío de obtener un producto que no solo sea competitivo, sino que también se produzca con una mínima huella de carbono. La biomasa de microalgas es un recurso no alimentario renovable que se considera una materia prima prometedora para la producción de biocombustibles. Da un alto rendimiento y al mismo tiempo no compite con alimentos y piensos. A pesar de los grandes éxitos de los últimos años, la implementación de este proceso sigue siendo un desafío debido al alto precio de los biocombustibles producidos. Por lo tanto, es importante aumentar la competitividad de la conversión de biomasa en biocombustible”, Mikhail Vlaskin, PhD, líder de investigación en el Department of Environmental Safety and Product Quality Management, RUDN University.
Los ecologistas eligieron la microalga Arthrospira platensis debido a que es fácil de cultivar.
Rendimiento de biocombustibles
El rendimiento de biocombustibles durante la licuefacción hidrotermal resultó ser mucho mayor, 38.8 a 45.7%, frente al 21.9% durante la pirólisis.
Además de la fracción líquida, también se forma biocarbón en ambos procesos. Su rendimiento fue casi el mismo: alrededor del 27%.
El biocarbón tiene una función útil adicional: puede actuar como un filtro, absorber dióxido de carbono y evitar que se escape.
Otra ventaja de la licuefacción hidrotermal es que no es necesario pre-secar la biomasa antes de la licuefacción, como ocurre con la pirólisis. Como resultado, los costos de energía para la producción de biocombustibles se reducen al menos en un 35%.
Conclusión
Los investigadores de la RUDN University concluyeron que la licuefacción hidrotermal es la mejor tecnología.
“La licuefacción hidrotermal es preferible en términos de productos obtenidos. Además, solo es necesario recoger la biomasa, no secarla. El proceso en sí puede optimizarse para lograr una mayor eficiencia termodinámica”, concluyó Vlaskin.
Debemos destacar que las microalgas se pueden cultivar en los efluentes de la acuicultura; en este sentido, el acuicultor tiene la opción de diversificar sus ingresos.
Referencia (acceso libre):
Chernova, Nadezhda I., Anatolii V. Grigorenko, Sophia V. Kiseleva, Olga M. Larina, Vinod Kumar, and Mikhail S. Vlaskin. 2022. «Comparative Evaluation of Pyrolysis and Hydrothermal Liquefaction for Obtaining Biofuel from a Sustainable Consortium of Microalgae Arthrospira platensis with Heterotrophic Bacteria» Processes 10, no. 11: 2202. https://doi.org/10.3390/pr10112202
