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| Imagen de microscopio electrónico de barrido (SEM) de pilas de láminas de grafeno flash a escala nanométrica formadas a partir de residuos plásticos. Crédito: Kevin Wyss/Tour lab. |
El principal combustible almacenable para producir energía limpia es el gas hidrógeno (H2), utilizado en más de 90 millones de toneladas anuales de producción energética mundial. Mediante el proceso de reformado de metano con vapor catalizado por metales, que genera 11 toneladas de CO2 por cada tonelada de H2, se crea más del 95% de H2. El "H2 verde" producido por electrólisis del agua con energías renovables no emite CO2, pero ahora es económicamente inviable por su mayor coste.
Investigadores de la Universidad Rice han hallado una forma de obtener hidrógeno a partir de residuos plásticos mediante un método de bajas emisiones que podría amortizarse con creces.
Los científicos convirtieron residuos plásticos⎯ , incluidos residuos plásticos mezclados, que no tienen que clasificarse por tipos ni lavarse⎯ en gas hidrógeno de alto rendimiento y grafeno de alto valor. El hidrógeno limpio podría generarse gratuitamente si el grafeno fabricado se vendiera por sólo el 5% de su valor actual de mercado, lo que supone un descuento del 95%.
Durante unos cuatro segundos, los científicos calentaron muestras de basura plástica a 3100 grados Kelvin mediante calentamiento rápido flash Joule. El procedimiento convierte el hidrógeno de los polímeros en vapor, dejando tras de sí grafeno, una única capa de átomos de carbono increíblemente ligera y resistente.
Kevin Wyss, doctorando en Rice y autor principal, afirma: "Cuando descubrimos el calentamiento Joule rápido y lo aplicamos para convertir residuos plásticos en grafeno, observamos que se producían muchos gases volátiles que salían disparados del reactor. Nos preguntábamos qué eran, sospechábamos que una mezcla de pequeños hidrocarburos e hidrógeno, pero carecíamos de la instrumentación necesaria para estudiar su composición exacta."
"Sabemos que el polietileno, por ejemplo, está compuesto por un 86% de carbono y un 14% de hidrógeno, y demostramos que podemos recuperar hasta un 68% de ese hidrógeno atómico en forma de gas con una pureza del 94%. Desarrollar los métodos y la experiencia para caracterizar y cuantificar todos los gases, incluido el hidrógeno, producidos por este método fue un proceso difícil pero gratificante para mí."
"Me alegro de que las técnicas que aprendí y utilicé en este trabajo. En concreto, la evaluación del ciclo de vida y la cromatografía de gases ⎯ pueden aplicarse a otros proyectos de nuestro grupo. Espero que este trabajo permita la producción limpia de hidrógeno a partir de residuos plásticos, lo que posiblemente resuelva importantes problemas medioambientales como la contaminación por plásticos y la producción de hidrógeno intensiva en gases de efecto invernadero mediante el reformado con vapor de metano."
Fuentes, créditos y referencias: