Nueva técnica produce hidrógeno a partir de cáscaras de plátano en unos pocos milisegundos
En las últimas décadas, el alto consumo de energía procedente de combustibles fósiles ha promovido un aumento masivo de las emisiones de gases de efecto invernadero en todo el mundo. Para abordar esto, los científicos han estado buscando fuentes de energía alternativas y renovables .
Uno de los principales candidatos es el hidrógeno producido a partir de residuos orgánicos, o biomasa, de plantas y animales. La biomasa también absorbe, elimina y almacena CO2 de la atmósfera, mientras que la descomposición de la biomasa también puede brindarnos formas de eliminar emisiones negativas o gases de efecto invernadero.
Ahora, los investigadores de EPFL han desarrollado una forma de maximizar los rendimientos de hidrógeno a partir de residuos biológicos en unos pocos milisegundos. El método utiliza una fotopirólisis rápida para convertir polvos de biomasa secos, como la cáscara de plátano, en gases y sólidos valiosos, incluidos hidrógeno y biocarbón.
El nuevo método desarrollado por los científicos de EPFL para la fotopirólisis de biomasa produce no solo gas de síntesis valioso, sino también biocarbón de carbono sólido que se puede reutilizar en otras aplicaciones. El gas de síntesis es una mezcla de hidrógeno, metano, monóxido de carbono y otros hidrocarburos, y esos son los que se usan como «biocombustible» para generar energía, mientras que el biocarbón a menudo se considera un desecho de carbono sólido, aunque se puede usar en aplicaciones agrícolas.
El método realiza pirólisis utilizando una lámpara de xenón, comúnmente utilizada para curar tintas metálicas para productos electrónicos impresos. El equipo también ha utilizado el sistema en los últimos años para otros fines, como sintetizar nanopartículas.
La idea es generar un potente disparo de linterna que absorba la biomasa y que desencadene instantáneamente una conversión de biomasa fototérmica en gas de síntesis y biocarbón. Las cáscaras de plátano se secaron inicialmente a 105°C durante 24 horas y luego se molieron y tamizaron hasta obtener un polvo fino. A continuación, el polvo se colocó en un reactor de acero inoxidable con una ventana de vidrio estándar a presión ambiente y bajo una atmósfera inerte. La lámpara de xenón parpadea y todo el proceso de conversión finaliza en unos pocos milisegundos.
“Cada kg de biomasa seca puede generar alrededor de 100 litros de hidrógeno y 330 g de biocarbón, que es hasta el 33% en peso de la masa de cáscara de plátano seca original”, dice Bhawna Nagar, quien trabajó en el estudio . El método también tuvo un resultado energético calculado positivo de 4,09 MJ·por kg de biomasa seca.
Ambos productos finales del método, es decir, hidrógeno y biocarbón de carbono sólido, son valiosos. El hidrógeno se puede usar como combustible verde, mientras que el biocarbón de carbono se puede enterrar y usar como fertilizante o se puede usar para fabricar electrodos conductores.
“La relevancia de nuestro trabajo se ve reforzada por el hecho de que estamos capturando indirectamente las reservas de CO2 de la atmósfera durante años”, dice Nagar. “Lo hemos convertido en productos finales útiles en muy poco tiempo usando una lámpara de flash de xenón”.
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne. «Getting hydrogen out of banana peels.» ScienceDaily. ScienceDaily, 25 January 2022. <www.sciencedaily.com/releases/2022/01/220125093033.htm>.
