La compañía está trabajando con un grupo de la Universidad de Osaka y varias compañías de gas japonesas para desarrollar una solución que reduzca las emisiones en un sector responsable de alrededor de 100 millones de toneladas de CO2 por año, según una investigación publicada en la revisión de gases.

La mayor parte de estas emisiones provienen del proceso de fusión intensivo en energía, que utiliza la combustión de gas natural para derretir materias primas a temperaturas de más de 1.500 ° C.

Juntos, los socios están desarrollando tecnología de fusión que utiliza combustibles libres de carbono como el amoníaco e hidrógeno, lo que reemplazará parte de la combustión en el horno de fusión.

«Si podemos establecer la tecnología de combustión de amoníaco a través de esta investigación, entonces, combinados con los resultados de nuestra compañía grupal utilizando combustible de hidrógeno, podremos elegir entre amoníaco e hidrógeno dependiendo de las condiciones», dijo Hashira Yamamoto, gerente del departamento de asuntos ambientales de la compañía.

Los investigadores también están reemplazando el gas natural con materias primas alternativas como las cáscaras de arroz ricas en sílice, aunque las emisiones de CO2 de las materias primas son relativamente pequeñas (alrededor del 10%). Alrededor del 65% de las emisiones de CO2 provienen del combustible y el 25% de la electricidad.

Las emisiones de CO2 del horno de vidrio provienen de dos fuentes principales: combustión de combustibles fósiles y descomposición de materias primas durante el proceso de fusión. © Shutterstock

El proceso de fusión es tan intensivo en CO2 debido a la alta energía requerida para calentar hornos y la descomposición química de las materias primas. Los hornos funcionan las 24 horas del día, los 7 días de la semana durante todo el año a 1.500–1,600 ° C, lo que explica la enorme demanda de energía.

El amoníaco puede ayudar a reducir las emisiones, pero no viene sin sus propios desafíos. Según el Dr. Yamamoto, el desafío con el vidrio de fusión con amoníaco es «mantener la combustión de amoníaco y reducir los óxidos de nitrógeno (NOX) generados por combustión».

El proceso también genera óxido nitroso, que tiene un potencial de calentamiento global de aproximadamente 300. Esto significa que 1 kg de óxido nitroso tiene el mismo efecto de calentamiento que 300 kg de CO2 durante un período de tiempo de 100 años.

Los investigadores de la Universidad de Osaka probaron un quemador de combustión de dos etapas desarrollado por Tokyo Gas, diseñado para controlar el suministro de aire y limitar las emisiones de NOx. En la primera etapa, el aire, el oxígeno y el amoníaco se queman juntos, mientras que en la segunda etapa el aire y el oxígeno se precalentan a 450 ° C antes de ser introducidos. Este precalentamiento ayuda a mantener la temperatura de combustión, previene el combustible no quemado y reduce la formación de NOx.

Sin embargo, los investigadores encontraron que este proceso de dos etapas afectó la calidad del vidrio. «Los componentes de metal de transición en las materias primas se vieron afectados por la combustión, y se observó decoloración en el vidrio ubicado directamente debajo del sitio de combustión», declaró el equipo.

Dependiendo de la posición de los gases de escape, el equipo notó que el NOX generado por la combustión y las burbujas de aire estaban presentes en el vidrio.

La compañía enmarca esta investigación como parte de su objetivo de neutralidad de carbono de 2050 y espera pasar de los resultados de laboratorio a demostraciones y aplicaciones prácticas.

«Al anunciar los resultados de esta investigación, nos gustaría reunir opiniones de aquellos con otras perspectivas, como la industria del vidrio y las industrias que trabajan en tecnologías de descarbonización», dijo el Dr. Yamamoto.