Se ha desarrollado una nueva tecnología para la producción de hidrógeno a partir del proceso, que implica el electrón que se produce durante la descomposición de la biomasa, como los desechos de madera.
por el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan
El resultado producido después de la descomposición de la biomasa es un compuesto de alto valor agregado, y es una tecnología de dos piedras que mejora la eficiencia de la producción de hidrógeno.
Un equipo de investigación, dirigido por el profesor Jungki Ryu en la Escuela de Ingeniería Energética y Química de UNIST, presentó un nuevo sistema de biocombustibles que utiliza lignina que se encuentra en la biomasa para la producción de hidrógeno. El sistema descompone la lignina con un catalizador de molibdeno (Mo) para producir compuestos de alto valor agregado, y los electrones extraídos en el proceso producen efectivamente hidrógeno.
Una manera respetuosa del medio ambiente de la producción de hidrógeno es la electrólisis del agua (H 2 O). El voltaje se aplica al agua para producir hidrógeno y oxígeno al mismo tiempo. Sin embargo, en la tecnología actualmente reportada, la reacción de generación de oxígeno (REA) es lenta y complicada, y la eficiencia de producción de hidrógeno es baja. Esto se debe a que el gas de hidrógeno (H 2 ) es producido por los iones de hidrógeno (H + ) como electrones, porque estos electrones provienen de la reacción de evolución del oxígeno.
A través del estudio, el profesor Ryu y su equipo de investigación han desarrollado un nuevo sistema de biocombustibles que utiliza la lignina como donante de electrones para reducir la ineficiencia general de la reacción de evolución de oxígeno (REA). Este es el principio de utilizar catalizadores metálicos de bajo costo (PMA) basados en molibdeno para descomponer la lignina a bajas temperaturas y extraer los electrones producidos en el proceso para producir hidrógeno. El nuevo dispositivo ha sido diseñado para mover electrones desde la lignina, a lo largo del cable hasta el electrodo donde se produce la reacción de evolución de hidrógeno (HER).
«Con este nuevo sistema, podemos producir hidrógeno con menos energía (sobrevoltaje) que la electrólisis de agua convencional, ya que no hay necesidad de reacciones de oxígeno, que requieren catalizadores de alta energía y metales preciosos», dice Hyeonmyeong Oh (Combinado MS / Ph.D. de Energía e Ingeniería Química, UNIST), el primer autor del estudio. «Los métodos convencionales requieren más de 1,5 voltios, pero el nuevo sistema era capaz de producir hidrógeno a un potencial mucho menor (0,95 voltios)».
Además, la vainillina o el monóxido de carbono (CO), que se producen a través de la descomposición de la lignina, es una sustancia muy útil para diversos procesos industriales. «La lignina, la segunda biomasa naturalmente más abundante, es difícil de descomponer. Sin embargo, al usar catalizadores a base de molibdeno (PMA), se degrada fácilmente a bajas temperaturas «, dice el profesor asistente de investigación Yuri Choi, coautor del estudio.
«El nuevo sistema de biocombustibles es una tecnología que produce hidrógeno y productos químicos valiosos utilizando catalizadores baratos y bajos voltajes en lugar de catalizadores costosos como el platino (Pt)», dice el profesor Ryu. «Nuestro trabajo también es significativo, ya que presenta una nueva forma de reemplazar las reacciones productoras de oxígeno en la electrólisis del agua».
Los hallazgos de esta investigación se publicaron en ACS Catalysis el 3 de enero de 2020.
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