UNIST revela una nueva forma de producir hidrógeno y grafeno - World Energy Trade

UNIST revela una nueva forma de producir hidrógeno y grafeno

Esta técnica de producir grafeno de valor agregado e hidrógeno puro, mientras se recicla el desperdicio de alimentos es una forma de "matar tres pájaros de un tiro".

Esta técnica de producir grafeno de valor agregado e hidrógeno puro, mientras se recicla el desperdicio de alimentos es una forma de "matar tres pájaros de un tiro".

Investigación, Desarrollo e Innovación
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Un estudio reciente, afiliado a UNIST, reveló una nueva forma de convertir las cáscaras de huevo desechadas en hidrógeno, una energía innovadora y alternativa para el futuro.

El nuevo método, que se usa como catalizador para la conversión de alcoholes en hidrógeno, se usa para la síntesis de grafeno en la cubierta después de la reacción. Esta técnica de producir grafeno de valor agregado e hidrógeno puro, mientras se recicla el desperdicio de alimentos es una forma de "matar tres pájaros de un tiro".

Este trabajo, dirigido por el profesor Jong ‐ Beom Baek y su equipo de investigación en la Escuela de Ingeniería Energética y Química de UNIST, presenta el mecanismo fundamental de la reacción catalítica selectiva y también presenta un nuevo enfoque ecológico para la conversión de alcoholes energéticamente eficientes en productos valiosos (grafeno y H2).

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En este estudio, el equipo produjo óxido de calcio (CaO) con carbonato de calcio (CaCO3), el ingrediente principal de una cáscara de huevo, y descubrió que esto puede usarse como catalizador para la producción de hidrógeno y grafeno. El uso de CaO como catalizador permitió que la reacción tuviera lugar a una temperatura más baja que la de los catalizadores convencionales y produjo hidrógeno que podría usarse sin ningún proceso de separación. En el curso de la reacción, se deposita una fina capa de carbono (C) sobre el óxido de calcio para formar el grafeno, que se puede despegar fácilmente con un simple manejo.

Se puede obtener hidrógeno a partir de materiales que contienen hidrógeno, que incluyen H2O, CnH2n+2 y CnH2n+1OH. En este momento, se requiere una reacción química y se requiere un catalizador adecuado para cada reacción. El óxido de calcio (CaO) mostró un excelente rendimiento catalítico en el proceso de producción de hidrógeno a partir del alcohol.

En la foto se muestran las cáscaras de huevo desechadas (izquierda) y el grafeno (derecha). Crédito: UNIST

Figura 1. En la foto se muestran las cáscaras de huevo desechadas (izquierda) y el grafeno (derecha). Crédito: UNIST

El alcohol se obtiene fermentando plantas y microorganismos, por lo que es una fuente de energía ecológica que puede seguir produciéndose en masa en el futuro. Dado que el componente de alcohol es hidrógeno, carbono, oxígeno, se puede convertir a otras formas útiles. Ya se ha utilizado una temperatura alta de más de 700 °C para convertir el vapor en hidrógeno y materiales a base de carbono. Sin embargo, además del hidrógeno, los subproductos como el metano, el monóxido de carbono y el etileno se generan a una temperatura alta de 700 °C o más. Por lo tanto, es necesario seleccionar solo el hidrógeno del gas producido, de está forma, el precio unitario de producción de hidrógeno también aumenta.

El profesor Baek ha resuelto las desventajas de la producción de hidrógeno utilizando alcohol como catalizador. La temperatura de reacción se redujo a 500 °C usando óxido de calcio hecho de cáscaras de huevo. Como resultado, el 99 % del gas producido era hidrógeno, y BNPGr se produjo en un estado listo para usar cuando el catalizador se eliminó con ácido.

"El óxido de calcio es un material económico y ecológico porque puede fabricarse con cáscaras de huevo recicladas", dice el profesor Baek. "Tanto el hidrógeno como el grafeno son económicos porque pueden usarse sin ningún proceso de separación".

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El Dr. Gao-Feng Han (Escuela de Energía e Ingeniería Química, UNIST), quien dirigió el estudio como el primer autor, comenzó con esta investigación recolectando cáscaras de huevo de la cafetería. También calentó las cáscaras de huevo para producir CaO y lo usó como catalizador para la reacción de reforma del vapor del alcohol. Además, también resolvió el principio, en el que el alcohol se convierte en hidrógeno y grafeno, así como el papel del CaO en este proceso.

"El método de reformado con vapor de alcohol con óxido de calcio tendrá el mismo efecto en el entorno comercial donde la reacción se desarrolla a una escala mucho mayor", dice el Dr. Han. "Esperamos que los resultados de este estudio nos ayuden a reciclar los biorecursos, incluido el etanol".

 

Noticia de: Phys.org / Traducción libre del inglés por WorldEnergyTrade.com

 

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