Se ha desarrollado una nueva tecnología para la producción de hidrógeno a partir del proceso, que involucra el electrón que se produce durante la descomposición de la biomasa, como la madera de desecho. El resultado obtenido tras la descomposición de la biomasa es un compuesto de alto valor añadido, y es una tecnología de dos piedras que mejora la eficiencia de la producción de hidrógeno.

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Jungki Ryu en la Escuela de Energía e Ingeniería Química de UNIST ha presentado un nuevo sistema de biocombustible que utiliza la lignina que se encuentra en la biomasa para la producción de hidrógeno. El sistema descompone la lignina con un catalizador de molibdeno (Mo) para producir compuestos de alto valor agregado, y los electrones extraídos en el proceso producen hidrógeno de manera efectiva.

Una forma ecológica de producir hidrógeno es la electrólisis del agua (H ₂ O). El voltaje se aplica al agua para producir hidrógeno y oxígeno al mismo tiempo. Sin embargo, en la tecnología reportada actualmente, la reacción de generación de oxígeno (REA) es lenta y complicada, y la eficiencia de producción de hidrógeno es baja. Esto se debe a que el gas hidrógeno (H ₂ ) es producido por iones de hidrógeno (H ⁺ ) como electrones, porque estos electrones provienen de la reacción de evolución del oxígeno.

A través del estudio, El profesor Ryu y su equipo de investigación han desarrollado un nuevo sistema de biocombustible que utiliza lignina como donante de electrones para reducir la ineficiencia general de la reacción de evolución de oxígeno (REA). Este es el principio de utilizar catalizadores metálicos económicos (PMA) a base de molibdeno para descomponer la lignina a bajas temperaturas. y extraer los electrones producidos en el proceso para producir hidrógeno. El nuevo dispositivo ha sido diseñado para mover electrones de la lignina, a lo largo del cable hasta el electrodo donde se produce la reacción de desprendimiento de hidrógeno (HER).

"Con este nuevo sistema, podemos producir hidrógeno con menos energía (sobretensión) que la electrólisis de agua convencional, ya que no hay necesidad de reacciones de oxígeno, que requieren catalizadores de metales preciosos y de alta energía, "dice Hyeonmyeong Oh (Maestría y Doctorado Combinados en Ingeniería Química y Energética, UNIST), el primer autor del estudio. "Los métodos convencionales requieren más de 1,5 voltios, pero el nuevo sistema era capaz de producir hidrógeno a un potencial mucho menor (0,95 voltios) ".

Además, vainillina o monóxido de carbono (CO), que se producen a través de la descomposición de la lignina es una sustancia muy útil para diversos procesos industriales. "Lignina, la segunda biomasa más abundante naturalmente, es difícil de descomponer. Sin embargo, utilizando catalizadores a base de molibdeno (PMA) se degradaba fácilmente a bajas temperaturas, "dice el profesor asistente de investigación Yuri Choi, el coautor del estudio.

"El nuevo sistema de biocombustible es una tecnología que produce hidrógeno y sustancias químicas valiosas utilizando catalizadores baratos y bajos voltajes en lugar de catalizadores costosos como el platino (Pt), "dice el profesor Ryu." Nuestro trabajo también es significativo, ya que presenta una nueva forma de reemplazar las reacciones productoras de oxígeno en la electrólisis del agua ".

Los resultados de esta investigación se han publicado en Catálisis ACS el 3 de enero 2020.