Uma nova tecnologia foi desenvolvida para a produção de hidrogênio a partir do processo, que envolve o elétron que é produzido durante a decomposição da biomassa, como resíduos de madeira. O resultado produzido após a decomposição da biomassa é um composto de alto valor agregado, e é uma tecnologia de duas pedras que melhora a eficiência da produção de hidrogênio.

Uma equipe de pesquisa, liderado pelo professor Jungki Ryu na Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST apresentou um novo sistema de biocombustível que usa lignina encontrada na biomassa para a produção de hidrogênio. O sistema decompõe a lignina com um catalisador de molibdênio (Mo) para produzir compostos de alto valor agregado, e os elétrons extraídos no processo produzem efetivamente hidrogênio.

Uma forma ecologicamente correta de produzir hidrogênio é a eletrólise da água (H ₂ O). A voltagem é aplicada à água para produzir hidrogênio e oxigênio ao mesmo tempo. Contudo, na tecnologia atualmente relatada, a reação de geração de oxigênio (OER) é lenta e complicada, e a eficiência da produção de hidrogênio é baixa. Isso ocorre porque o gás hidrogênio (H ₂ ) é produzido por íons de hidrogênio (H ⁺ ) como elétrons, porque esses elétrons vêm da reação de evolução do oxigênio.

Por meio do estudo, O professor Ryu e sua equipe de pesquisa desenvolveram um novo sistema de biocombustível que usa lignina como doador de elétrons de forma a reduzir a ineficiência geral da reação de evolução de oxigênio (REA). Este é o princípio do uso de catalisadores de metal baratos à base de molibdênio (PMA) para quebrar a lignina em baixas temperaturas, e extrair os elétrons produzidos no processo para produzir hidrogênio. O novo dispositivo foi projetado para mover elétrons da lignina, ao longo do fio até o eletrodo onde ocorre a reação de evolução de hidrogênio (HER).

"Com este novo sistema, podemos produzir hidrogênio com menos energia (sobretensão) do que a eletrólise convencional de água, como não há necessidade de reações de oxigênio, exigindo alta energia e catalisadores de metais preciosos, "diz Hyeonmyeong Oh (Mestrado / Doutorado Combinado de Energia e Engenharia Química, UNIST), o primeiro autor do estudo. "Os métodos convencionais requerem mais de 1,5 volts, mas o novo sistema foi capaz de produzir hidrogênio em um potencial muito menor (0,95 volts). "

Além disso, vanilina ou monóxido de carbono (CO), que são produzidos através da degradação da lignina é uma substância muito útil para vários processos industriais. "Lignina, a segunda biomassa mais abundante naturalmente, é difícil de decompor. Contudo, usando catalisadores à base de molibdênio (PMA), foi facilmente degradado em baixas temperaturas, "diz o professor assistente de pesquisa Yuri Choi, o co-autor do estudo.

"O novo sistema de biocombustível é uma tecnologia que produz hidrogênio e produtos químicos valiosos usando catalisadores baratos e baixas tensões em vez de catalisadores caros, como a platina (Pt), "diz o professor Ryu." Nosso trabalho também é significativo, pois apresenta uma nova maneira de substituir as reações produtoras de oxigênio na eletrólise da água. "

Os resultados desta pesquisa foram publicados em Catálise ACS em 3 de janeiro, 2020.