As part of IMDEA Energy’s commitment to the effective transfer of R&D results to the productive sector, ABG Intellectual Property has recently collaborated in a theoretical and practical workshop with more than fifty researchers who are part of the staff.

Specifically, Juan Arias went to the auditorium of this institution together with our technical advisor and European Patent Agent, Virginia Gómez, and the head of the legal and litigation department, Laura Montoya. The Head of Development and Technology Transfer at IMDEA Energía, Félix Marín, was the organizer of the conference and speaker, which was also attended by Jesús Palma, a researcher at the center with which ABG frequently collaborates.

Patent applications in practice

The day was very complete, including a theoretical and a practical part. During the theoretical part, an introduction to the industrial and intellectual property protection system was given, which served as a basis for delving into other more specific concepts of patent protection. In addition, the lectures also included an analysis of the ways of obtaining benefits from protected inventions and a review of the types of contracts that are usually necessary in research center projects.

The attendees, for their part, were able to put into practice the knowledge acquired by applying it to several research project cases. Working in teams, the researchers faced the drafting of the claims of a patent application in collaboration with patent agents. At the end of the workshop, they shared their results with the rest of the participants and were surprised by their quality.

The Technical Committee of the Madrid+Circular Innovation Hub met at IMDEA Energía on September 14 to follow up on the progress of the different scientific tasks planned. During the meeting, representatives of the teams from Repsol (Rosa Parrilla, Sheyla Carrasco and Aitor Romero), Ariema (Enrique Girón, Javier Ángel Otero and Nicolás Alonso), Evoenzyme (Javier Viña), Seenso Renoval (José Ignacio Ajona) and IMDEA Energía (David Serrano, Manuel Romero, Javier Dufour, Javier Dufour, Javier Dufour, Javier Dufour and Nicolás Alonso), Manuel Romero, Javier Dufour, Jennifer Cueto and Félix Marín) shared their progress in the different tasks planned to develop the technologies that allow the use of all types of waste (urban waste, used plastics, different types of oils, . …) as raw materials to produce sustainable materials and fuels with the integration of renewable energy sources, as well as the strategies for the protection of industrial property and scientific publications resulting from the work carried out.

The conclusions obtained will serve as a contribution to the monitoring of the project by the Community of Madrid and will highlight both innovation and the use of the circular economy as a tool to achieve a more efficient and sustainable management through the use of waste as raw material, allowing its revaluation in high added value products with a lower carbon footprint and reducing the amount that ends up in a landfill.

The meeting was followed by a tour of the Institute’s laboratories, pilot plants and scientific facilities where the various materials synthesis and testing, flow battery energy storage and solar generation activities are carried out.

Dentro de la problemática actual de la gestión de los residuos plásticos, los procedentes de equipos eléctricos y electrónicos se están convirtiendo en uno de los temas candentes de la comunidad científica. El consumo de este tipo de equipos se ha incrementado significativamente en los últimos años, ya que contribuyen a alcanzar altos niveles de vida y su producción a gran escala los hace asequibles a gran parte de la sociedad. Pero al ser productos de vida corta, rápidamente se convierten en desechos y, debido a su heterogeneidad química y estructural, los sistemas de gestión actuales se han vuelto prácticamente insostenibles.

Las tecnologías actuales disponibles para la gestión de residuos plásticos son el reciclaje mecánico y químico, la incineración y, como opción final, la disposición en vertederos. Dentro del reciclaje termoquímico, la pirólisis se explora actualmente como alternativa principal para producir combustibles u otros productos químicos valiosos a partir de plásticos que no se pueden reciclar mecánicamente.

La pirólisis consiste en la descomposición térmica de plásticos en ausencia de oxígeno a temperaturas en el rango de 400-600 ºC, produciendo típicamente hasta cuatro fracciones: gas, líquido (oil o aceite de pirólisis), ceras y un sólido carbonoso (char). Optimizando las condiciones de reacción y en presencia de un catalizador (pirólisis catalítica), se pueden maximizar los rendimientos del oil. El papel del catalizador en este caso es doble: por un lado impulsar las reacciones de craqueo, lo que permite una mayor despolimerización de la materia prima en hidrocarburos más livianos, y promover otras reacciones que reduzcan la composición del aceite en productos químicos específicos y valiosos (por ejemplo, monoaromáticos).

Entre los catalizadores investigados en el proceso de pirólisis hasta ahora, las zeolitas exhiben un excelente desempeño debido a su acidez única y arquitectura de poros. En concreto, la zeolita ZSM-5 es reconocida como uno de los catalizadores más prometedores debido a su alta actividad de craqueo y menor generación de coque que otras zeolitas. Además, sus propiedades ácidas y de accesibilidad se pueden modificar para mejorar aún más su rendimiento en reacción.

Reciclaje de cables del sector electrónico

Los estudios de pirólisis catalítica con plásticos modelo son numerosos, sin embargo, no se encuentran tantos ejemplos cuando se trata de muestras reales con diversidad de polímeros en su composición, aditivos y material inorgánico. Las muestras que contienen PVC son especialmente problemáticas dado su alto contenido en cloro (hasta el 57% en peso), elemento que tiene que ser eliminado prácticamente en su totalidad para su introducción en las refinerías.

En este contexto, la Unidad de Procesos Termoquímicos del Instituto IMDEA Energía junto con investigadores de la Universidad de Calabria han estudiado la conversión de plásticos reales, mezclas de compuestos de polietileno (PE) y PVC, procedentes del reciclaje de cables del sector electrónico.

La estrategia seguida por ambas instituciones se ha basado en un proceso de pirólisis en dos etapas. En la primera de ellas, exclusivamente térmica, se somete a los residuos plásticos a una temperatura relativamente baja (350 ºC), liberándose en la mayor parte del cloro contenido en las moléculas de PVC en forma de ácido clorhídrico gas, reteniéndose este de forma segura en una disolución acuosa tras la reacción. Posteriormente, se somete a los plásticos resultantes a una segunda etapa a mayor temperatura, convirtiendo el plástico en vapores a la temperatura de reacción y haciéndolos pasar a través de un lecho de catalizador de zeolita ZSM-5 modificada para mejorar sus propiedades tanto de accesibilidad como de acidez.

Los resultados obtenidos demuestran que esta combinación es una estrategia eficiente para la producción de una fracción significativa de petróleo con una alta aromaticidad y alto índice de octano. Asimismo, se ha conseguido que el contenido de cloro sea lo suficientemente bajo como para ser finalmente procesado en unidades de refinería, tanto para producir combustibles de transporte como productos químicos.

Más información:  10.1016/j.cattod.2021.11.033