Nova técnica converte cascas de ovo em grafeno nanoporoso volumoso e hidrogênio puro
p Crédito:ResearchSEA
p Um estudo recente, afiliado ao UNIST revelou uma nova maneira de transformar cascas de ovos descartadas em hidrogênio, uma energia inovadora e alternativa para o futuro. O novo método, que é usado como um catalisador para a conversão de álcoois em hidrogênio, é usado para a síntese de grafeno na casca após a reação. Esta técnica de produção de grafeno de valor agregado e hidrogênio puro, enquanto a reciclagem de resíduos alimentares é uma forma de "matar três coelhos com uma cajadada". p Este trabalho, liderado pelo Professor Jong ‐ Beom Baek e sua equipe de pesquisa na Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST, apresenta o mecanismo fundamental da reação catalítica seletiva e também apresenta uma nova abordagem ambientalmente amigável para a conversão eficiente de energia de álcoois em produtos valiosos (grafeno e H
2 )
p Neste estudo, a equipe produziu óxido de cálcio (CaO) com carbonato de cálcio (CaCO
3 ), o principal ingrediente de uma casca de ovo, e descobriu que isso pode ser usado como um catalisador para a produção de hidrogênio e grafeno. O uso de CaO como catalisador permitiu que a reação ocorresse a uma temperatura inferior à dos catalisadores convencionais e produziu hidrogênio que poderia ser utilizado sem qualquer processo de separação. No decorrer da reação, uma fina camada de carbono (C) é depositada no óxido de cálcio para formar o grafeno, que pode ser facilmente retirado com um simples manuseio.
p O hidrogênio pode ser obtido a partir de materiais, contendo hidrogênio, que incluem H2O, CnH
2 n
+2
, e CnH
2 n
+
1OH. Neste momento, uma reação química é necessária, e um catalisador adequado é necessário para cada reação. E o CaO apresentou excelente desempenho catalítico no 'processo de produção de hidrogênio a partir do álcool ”.
p Acima estão as cascas de ovo descartadas (à esquerda) e o grafeno (à direita). Crédito:UNIST
p O álcool é obtido pela fermentação de plantas e microorganismos, portanto, é uma fonte de energia amiga do ambiente que pode continuar a ser produzida em massa no futuro. Uma vez que o componente do álcool é hidrogênio, carbono, oxigênio, ele pode ser convertido em outras formas úteis. Já uma alta temperatura de mais de 700 ° C foi usada para converter vapor em hidrogênio e materiais à base de carbono. Contudo, além do hidrogênio, subprodutos como metano, monóxido de carbono, e o etileno são gerados a uma temperatura elevada de 700 ° C ou superior. Portanto, é necessário selecionar apenas o hidrogênio do gás produzido, e o preço unitário de produção de hidrogênio também é aumentado.
p O professor Baek resolveu as desvantagens da produção de hidrogênio usando álcool como catalisador. A temperatura da reação foi reduzida para 500 ° C usando óxido de cálcio feito de cascas de ovo. Como resultado, 99% do gás produzido era hidrogênio, e o BNPGr foi produzido no estado pronto para uso quando o catalisador foi removido com ácido.
p "O óxido de cálcio é um material barato e ecologicamente correto porque pode ser feito de cascas de ovo recicladas, "diz o professor Baek." Tanto o hidrogênio quanto o grafeno são econômicos porque podem ser usados sem nenhum processo de separação. "
p Dr. Gao-Feng Han (Escola de Energia e Engenharia Química, UNIST), que liderou o estudo como o primeiro autor, comece com esta pesquisa coletando cascas de ovo no refeitório. Ele também aqueceu as cascas dos ovos para produzir CaO e usou-o como um catalisador para a reação de reforma do álcool a vapor. Além disso, ele também resolveu o princípio, em que o álcool é convertido em hidrogênio e grafeno, bem como o papel do CaO neste processo.
p "O método de reforma a vapor do álcool usando óxido de cálcio terá o mesmo efeito no ambiente comercial, onde a reação prossegue em uma escala muito maior, "diz o Dr. Han." Esperamos que os resultados deste estudo nos ajudem a reciclar recursos biológicos, incluindo etanol. "