La industria agrícola produce una cantidad significativa de alimentos a nivel mundial, pero un tercio de los alimentos sólidos producidos cada año se desperdicia, lo que genera impactos ambientales negativos y emisiones de gases de efecto invernadero.
por TransSpread
Para abordar este problema, los investigadores se centraron en convertir los desechos agrícolas, en particular las cáscaras de piña, en un valioso biocarbón con carbono negativo mediante un tratamiento de pirólisis asistido por microondas.
En un nuevo estudio publicado en la revista Waste Disposal & Sustainable Energy , investigadores de la Universidad James Cook han desarrollado con éxito un sensor electroquímico de alto rendimiento que utiliza biocarbón activado con ZnCl 2 derivado de desechos de cáscara de piña. El estudio destaca el potencial de transformar los residuos agrícolas en recursos valiosos para la sostenibilidad ambiental y económica.
ZnCl 2 es un agente químico que potencia su actividad electrocatalítica. El biocarbón activado exhibió un área de superficie alta , una estructura de microporos y grupos funcionales que contienen oxígeno , que son cruciales para las aplicaciones de detección electroquímica. Los investigadores aplicaron el biocarbón activado a un electrodo de carbón vítreo (GCE) mediante fundición por caída.
Las propiedades electroquímicas del GCE modificado con biocarbón activado con ZnCl 2 se caracterizaron usando varias técnicas. Los resultados mostraron una reducción significativa en la resistencia a la transferencia de carga, lo que indica una cinética de transferencia de electrones mejorada. La espectroscopia de impedancia electroquímica reveló una disminución del 61 % en la resistencia de transferencia de carga en comparación con el GCE desnudo.
Además, el sensor demostró una excelente sensibilidad, con un límite de detección de 0,97 µmol L -1 para nitrito. Mostró una alta selectividad, reproducibilidad (RSD=2,4 %) y estabilidad (RSD=2,6 %) durante diez días de almacenamiento. El rendimiento del sensor fue comparable o mejor que los sensores electroquímicos existentes informados en la literatura.
Este enfoque innovador para utilizar los desechos de cáscara de piña ofrece una solución sostenible para la recuperación de recursos y la reducción de desechos. La conversión de desechos agrícolas en biocarbón de alto valor a través de la pirólisis asistida por microondas, seguida de activación química, proporciona un material versátil para diversas aplicaciones, particularmente en la detección electroquímica.
Los investigadores prevén futuras aplicaciones del biocarbón activado con ZnCl 2 en la vigilancia medioambiental , el control de la calidad de los alimentos y el diagnóstico médico. Las propiedades únicas del material, como su gran área de superficie, estructura de microporos y actividad electrocatalítica, lo hacen ideal para detectar y analizar diferentes analitos de interés en estos campos.
Este estudio representa un paso importante hacia una economía circular y abre nuevas oportunidades para la utilización de residuos y la recuperación de recursos, acercándonos a un futuro más sostenible y eficiente.
Más información: Scarlett Allende et al, Sensor de nitrito usando biocarbón activado sintetizado por pirólisis asistida por microondas, Eliminación de residuos y energía sostenible (2023). DOI: 10.1007/s42768-022-00120-4
