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Científicos del Taiwan Tech y del Tokyo Tech desarrollan un catalizador barato y eficiente basado en el cobre que puede ser usado para convertir el glicerol, uno de los principales subproductos de la industria del biodiésel, en un valioso compuesto llamado dihidroxiacetona. Además, este mismo proceso produce moléculas de hidrógeno a partir del agua, que podrían ser utilizadas como un tipo de combustible limpio

Nuevo aprovechamiento más eficiente del glicerol
Uno de los principales subproductos residuales de la industria del biodiésel, el glicerol, puede usarse como materia prima para la generación de valiosa dihidroxiacetona e hidrógeno. Imagen: Taywan Tech

En la ferviente búsqueda de fuentes de energía alternativas a los combustibles fósiles, el hidrógeno (H2) y el biodésel son candidatos muy atractivos como sustituto de los combustibles fósiles ya que el primero puede producirse a partir del agua (H2O), y el segundo a partir de aceites vegetales. Sin embargo, en el caso del biodiésel, su síntesis produce cantidades excesivas de glicerol (C3H8O3); se estima que la industria del biodiésel, solo en Europa, produce un excedente de 1,4 millones de toneladas de glicerol, que no puede ser vendido a otras industrias. Si la glicerina se pudiera utilizar como materia prima para obtener productos químicos más valiosos, la industria del biodiésel sería más rentable, lo que animaría a gobiernos y empresas a abandonar los combustibles fósiles.

En este contexto, investigadores de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwan (Taiwan Tech) y del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech) han encontrado recientemente una manera eficiente de dar un buen uso a este excedente de glicerina. Pese a que la conversión electroquímica de la glicerina a otros compuestos orgánicos más valiosos, como la dihidroxiacetona (DHA), ha sido estudiada durante años, los enfoques existentes requieren el uso de metales preciosos, como el platino, el oro y la plata. Debido a que el uso de estos metales representa el 95% del costo total de la conversión de glicerol a DHA, este equipo de investigación se centró en la búsqueda de una alternativa asequible.

En su estudio, encontraron que el óxido de cobre (CuO), un material barato y abundante, podría utilizarse como catalizador para convertir selectivamente la glicerina en DHA. Para que esto suceda, el pH (concentración de iones de hidrógeno libre) en la solución de la celda electroquímica tiene que estar en un valor específico. A través de varias técnicas de microscopía, los investigadores analizaron la estructura cristalina y la composición del catalizador de CuO y las adaptaron para hacerlo estable, al tiempo que inspeccionaban cuidadosamente las posibles vías de conversión de glicerol en su sistema de acuerdo con el pH de la solución. Esto les permitió encontrar las condiciones de reacción apropiadas que favorecieron la producción de DHA.

«No sólo hemos descubierto un nuevo catalizador de alta selectividad para la conversión de DHA, sino que también hemos demostrado la posibilidad de dar nueva vida a un producto de desecho de la industria del biodiésel», comenta la profesora Chia-Ying Chiang, investigadora principal del Taiwan Tech.

Además, el sistema electroquímico propuesto en este estudio no sólo produjo DHA a partir de glicerol, sino también H2 a través de la separación de agua. Esto significa que este enfoque podría utilizarse para abordar dos problemas actuales de manera simultánea. «Tanto la industria del biodiésel como la de generación de hidrógeno podrían beneficiarse de nuestro sistema, lo que llevaría a un mundo más sostenible», explica Chiang.

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