Producción respetuosa con el clima de ácido fórmico e hidrógeno a partir del residuo glicerina
Un nuevo proceso de electrólisis podría contribuir de forma importante a la electrificación de la industria química
Investigadores de la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia (JGU) han desarrollado un método que permite producir las materias primas ácido fórmico e hidrógeno a partir del producto de desecho glicerina. El ácido fórmico tiene muchos usos industriales, mientras que el hidrógeno puede utilizarse como fuente de energía para vehículos, por ejemplo. El nuevo método tiene además la ventaja de que funciona con electricidad y, por tanto, puede utilizarse de forma neutra en emisiones de CO2. El equipo de investigadores acaba de publicar estos resultados en la revista Advanced Energy Materials. "El método que hemos desarrollado puede suponer una importante contribución a la electrificación de la industria química, que las empresas están impulsando actualmente a gran escala para reducir sus emisiones de CO2", afirma el Prof. Dr. Carsten Streb, del Departamento de Química de la JGU, que dirigió el estudio. "Procesos que antes tenían que llevarse a cabo utilizando grandes cantidades de petróleo crudo o gas natural podrían entonces funcionar utilizando electricidad sostenible".
Producción de ácido fórmico sin emisiones de CO2
El planteamiento tiene su origen en el ya conocido proceso de electrólisis del hidrógeno, en el que el agua se divide en hidrógeno y oxígeno utilizando electricidad. En la "electrólisis híbrida", los investigadores utilizan glicerina como material de partida junto con agua, que se produce en grandes cantidades en la producción de biodiésel, entre otras cosas. Como segundo producto se obtiene ácido fórmico en lugar de oxígeno. Suele producirse a partir del petróleo crudo, pero esto se asocia a elevadas emisiones de CO2. "En cambio, la producción electroquímica de ácido fórmico a partir de glicerina es neutra en emisiones de CO2 si se realiza con electricidad verde", afirma Streb. Desde el punto de vista químico, los investigadores descomponen la glicerina, que tiene tres átomos de carbono, en ácido fórmico con un solo átomo de carbono durante la electrólisis.
Nuevo catalizador
Los investigadores han desarrollado un nuevo catalizador para el nuevo método: Para ello, los dos metales, cobre y paladio, se encuentran muy próximos a nivel atómico. "No sólo hemos desarrollado el catalizador, sino que ya sabemos muy bien qué hace el material y cómo podría optimizarse", explica Streb. Un equipo colaborador de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán aportó resultados teóricos y experimentales.
Streb y su equipo quieren investigar cómo sustituir el costoso metal precioso paladio por materiales más baratos en el catalizador. La producción de metanol también está en el orden del día; después de todo, la demanda de metanol es considerablemente mayor que la de ácido fórmico. Podría hacerse posible añadiendo un segundo proceso de electrólisis reductora.
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Publicación original
Soressa Abera Chala, Ekemena O. Oseghe, Keseven Lakshmanan, Marcel Langer, Katharina Potemkin, Paul Heim, Rongji Liu, Tobias Rios Studer, Meng‐Che Tsai, Kecheng Cao, Chun‐Chi Chang, Chia‐Yu Chang, Kevin Sowa, Elnaz Ebrahimi, Sarra Rahali, Simon T. Clausing, Sina Sadigh Akbari, Joachim Bansmann, Bing Joe Hwang, Carsten Streb; "Molecular Bottom‐Up Design of Single‐Site Copper‐Palladium Catalysts for Selective Glycerol Electro‐Oxidation"; Advanced Energy Materials, 2026-1-6
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