Proyecto convierte residuos de aceituna en supercondensadores

Resumen

El proyecto CARBON+ en España transformó con éxito residuos de aceituna en carbón activado, demostrando su eficiencia como supercondensador, su eficacia en el tratamiento de aguas residuales y su capacidad para prolongar la vida útil de la salmuera en el procesamiento de la aceituna. El proyecto, una iniciativa público-privada conjunta de Greene Enterprise, Aceitunas Serpis, la Universidad de Alicante y Aitex, tenía como objetivo utilizar la pirólisis para producir de forma rentable carbón activado de alta calidad a partir de residuos del procesamiento de la aceituna.

Un proyecto en España ha transformado con éxito los residuos de la aceituna en carbón activado con diversas aplicaciones.

Al final de su periodo de investigación, el proyecto CARBON+, una iniciativa pública-privada conjunta, ha demostrado la eficacia del producto como supercondensador material, su eficacia en el tratamiento de aguas residuales y su ayuda para alargar la vida útil de la salmuera en el procesamiento de la aceituna.

Ponerse en marcha en 2022 dentro del programa de proyectos estratégicos en colaboración con la Agencia Valenciana de Innovación de la Generalitat Valenciana y cofinanciado por la Unión Europea, el proyecto ha sido llevado a cabo por Greene Enterprise, Aceitunas Serpis, la Universidad de Alicante y Aitex.

El trabajo se ha llevado a cabo en la planta piloto de Greene en el polígono industrial de Elche a partir de residuos de la transformación de la aceituna suministrados por Serpis, empresa productora de aceitunas de mesa. El residuo está compuesto en su mayor parte por hueso de aceituna y salmuera, los principales residuos del sector oleícola, obtenidos tras la transformación de las aceitunas de mesa manzanilla y hojiblanca.

A pesar de las amplias investigaciones realizadas en los últimos años para aplicar los principios de la economía circular a las industrias de la aceituna de mesa y del aceite de oliva, la gran mayoría de los residuos todavía se depositan en vertederos.

El objetivo final del proyecto CARBON+ era utilizar la pirólisis para transformar estos materiales de desecho en carbón activado de alta calidad mediante un proceso industrial económicamente viable.

Esto se logró y se produjo carbón activado con una superficie específica de 1,440 metros cuadrados por gramo. Dado que una de las cualidades más útiles del carbón activado es su capacidad de adsorción (la adhesión de átomos, iones o moléculas de un gas, líquido o sólido disuelto a una superficie), cuanto mayor sea la superficie, más efectivo será el carbón en tales aplicaciones.

Además de desarrollar con éxito este proceso, se investigaron tres aplicaciones industriales principales para evaluar el valor final potencial del carbón activado.

El primero aprovecha la alta adsorción del producto para eliminar la materia orgánica en suspensión y los compuestos fenólicos disueltos en la salmuera de fermentación de la aceituna usada.

Esto permite que la salmuera se reutilice directamente en la industria de procesamiento de aceitunas, lo que reduce los residuos y los costos asociados. El carbón activado del proyecto fue más efectivo en esta función que las alternativas comerciales, eliminando un mayor contenido de polifenoles debido a su mayor porosidad.

En una aplicación relacionada, se demostró que el carbón activado es eficaz para eliminar olores en el tratamiento de aguas residuales. Esto se demostró probando el producto frente a salmuera de fermentación, aguas residuales textiles y aguas residuales urbanas estándar de una planta de tratamiento activa.

Finalmente, el carbón activado obtenido fue evaluado para su uso potencial en supercondensadores para almacenamiento de energía. En los últimos años, ha habido un renovado interés en el uso de carbones activados en el almacenamiento de energía, y siguen siendo un fuerte candidato en la búsqueda de materiales porosos que puedan posibilitar la economía del hidrógeno.

Los supercondensadores basados ​​en carbono comprenden dos electrodos de carbono porosos con una gran superficie específica sumergidos en un electrolito y separados por una membrana.

El almacenamiento de energía es totalmente electrostático y, por lo tanto, inocuo para la integridad y estabilidad de los electrodos. Esto permite que el supercondensador realice hasta 100,000 ciclos de carga y descarga con una tasa de deterioro del electrolito inferior al 10 por ciento, lo que hace que este tipo de almacenamiento de energía sea muy deseable en aplicaciones como los vehículos eléctricos.

Se demostró que los electrodos fabricados con el material del proyecto tuvieron un rendimiento comparable al de aquellos construidos con carbón activado comercial, con un rendimiento ligeramente inferior.

El rendimiento electroquímico mejoró después de lavar el carbón activado con ácido clorhídrico y modificar la química de su superficie mediante un tratamiento térmico. Los investigadores concluyeron que el rendimiento alcanzado en esta etapa era lo suficientemente alto como para justificar una mayor investigación y desarrollo.

A esta conclusión también se llegó en relación con el proyecto en su conjunto, y Greene afirmó: "En definitiva, estos resultados subrayan el potencial de los carbones activados en diversas aplicaciones, lo que contribuirá al estudio de la viabilidad económica de escalar el proceso a nivel industrial por parte de ambas empresas”.

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