El proyecto “Plasmas atmosféricos de arco deslizante para la producción sostenible de amoniaco e hidrógeno”, ARCPLAS en adelante, pretende el desarrollo de procesos de transformación química de gases mediante tecnologías de plasma atmosférico que usan la electricidad como vector energético directo. En concreto se persigue la puesta a punto de un reactor de Plasmas Atmosféricos de Arco Deslizante (PAAD) para inducir dos procesos de gran impacto industrial y medioambiental, como son la síntesis de amoniaco (NH3) y la producción de hidrógeno (H2). El amoniaco es la sustancia base de los fertilizantes usados en agricultura, y su demanda aumenta conforme las necesidades de alimentación mundiales. En cuanto al hidrógeno, de sobra es conocido que el camino hacia una economía basada en dicho combustible es uno de los retos del siglo XXI. ARCPLAS propone, en una primera etapa, desarrollar la tecnología PAAD mediante el diseño, construcción, modelización y puesta a punto de un reactor de arco deslizante. La complejidad de los procesos básicos implicados en este tipo de reactores implicará un estudio fundamental de su respuesta eléctrica y de los fenómenos de transporte de masa y carga, así como una caracterización exhaustiva y diagnosis del plasma en función de parámetros como flujo de gases, interacción entre especies excitadas, tiempo de residencia, características químicas de los gases implicados y otros parámetros básicos de operación. Tanto la caracterización experimental como teórica del reactor, esta última llevada a cabo mediante métodos computacionales, serán fundamentales para su correcto funcionamiento y optimización de los procesos propuestos. En una segunda etapa se abordará el estudio de las reacciones de obtención de H2 y NH3, con el objetivo de maximizar su rendimiento químico, así como el rendimiento energético del reactor. Finalmente, en una última etapa del proyecto, se explorarán posibles modificaciones sobre el modelo de reactor PAAD desarrollado, contemplándose el efecto de la incorporación de materiales piezoeléctricos para inducir fenómenos de emisión secundaria de electrones, la modificación de las características superficiales de los electrodos o la geometría del sistema a fin de propiciar en el futuro una mejora en el rendimiento de los procesos estudiados.
