Absorption of carbon dioxide in ionic liquids and their mixtures

Resumen

El dióxido de carbono ha sido señalado como el principal responsable del calentamiento global, por lo que el desarrollo de nuevas tecnologías que permitan la captura reversible de éste, como una forma de mitigar los efectos ambientales, se ha transformado en un tema de interés a nivel mundial. Los líquidos iónicos son sales orgánicas que poseen un punto de fusión por debajo de 373 K y que están formados por la combinación de aniones y cationes que le dan propiedades físicas y químicas específicas. En la actualidad, el potencial uso de los líquidos iónicos en la separación de gases se está transformando en una realidad debido a que son capaces de absorber gran cantidad de gases a baja temperatura y luego regenerarse a altas temperaturas o bajas presiones, por lo cual se muestran como buenos candidatos para reemplazar a los compuestos orgánicos volátiles convencionalmente utilizados en los procesos de separación. El principal objetivo de esta tesis se centra en el análisis de la posibilidad de capturar CO2 mediante absorción con líquidos iónicos, a partir del estudio del equilibrio de fases implicado. Por ello, se determinarán solubilidades y propiedades termodinámicas asociadas como constantes de Henry, entalpías y entropías de absorción, entre otras. Se pretende abarcar un amplio número de líquidos iónicos, cambiando de manera sistemática aniones y cationes, con el objetivo de analizar la influencia de los mismos sobre la capacidad de absorción. Un conocimiento riguroso de las propiedades de mezclas de líquidos iónicos es imprescindible para el entendimiento de sus interacciones como etapa previa a su diseño para una aplicación específica. De tal forma que, es también objetivo de esta tesis, la determinación de propiedades termofísicas (densidades, viscosidades, calores específicos) para líquidos iónicos puros, y sus mezclas binarias cuya capacidad de absorción de CO2 también será analizada. El conocimiento de todas estas propiedades es necesario para el diseño de procesos industriales de captura de CO2 con líquidos iónicos. La correlación de las propiedades determinadas mediante modelos adecuados, que consideren las diferentes interacciones en los sistemas, será la base de dicho diseño.