Adaptación de catalizadores bifuncionales de platino-níquel-carbono para la electrooxidación de glucosa de biomasa...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Catálisis
• Conversión de la biomasa

Sus antecedentes:

• La electricidad renovable para la electrooxidación de la biomasa y la electrólisis del agua puede lograr la neutralidad de carbono.
• La reacción de electrooxidación de glucosa (GOR) para la producción de ácido láctico (LA) y ácido fórmico (FA) se enfrenta a desafíos en cuanto a selectividad y estabilidad.
• El desarrollo de catalizadores eficientes es crucial para la producción sostenible de productos químicos y energía.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo catalizador bifuncional para la electrooxidación eficiente de la glucosa y la producción de hidrógeno.
• Investigar el rendimiento catalítico y el mecanismo para producir sustancias químicas valiosas a partir de la glucosa.
• Demostrar un sistema integrado para la conversión de biomasa y el almacenamiento de energía.

Principales métodos:

• Síntesis de un nuevo catalizador bifuncional (Pt/Ni-NC) mediante la incorporación de Ni en esferas huecas de carbono dopadas con nitrógeno con Pt.
• Prueba electroquímica del catalizador para la electrooxidación de la glucosa y la reacción de evolución del hidrógeno.
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para dilucidar el mecanismo de reacción.

Principales resultados:

• El catalizador Pt/Ni-NC logró una alta selectividad para el ácido láctico (59,3%) y el ácido fórmico (35,2%) a partir de la electrooxidación de la glucosa.
• El sistema integrado funcionaba a baja tensión (1,45 V a 10 mA cm-2) para la conversión simultánea de glucosa y la producción de hidrógeno.
• Los cálculos de DFT revelaron que el dopaje Pt mejora la transferencia de electrones y facilita la activación de la glucosa a través de una vía favorable.

Conclusiones:

• El catalizador Pt/Ni-NC desarrollado muestra un excelente rendimiento para producir sustancias químicas valiosas a partir de glucosa y generar hidrógeno.
• Este trabajo presenta una estrategia prometedora para acoplar la conversión de biomasa con la producción sostenible de hidrógeno.
• Los hallazgos contribuyen al desarrollo de procesos químicos y energéticos eficientes y neutros en carbono.