Utilizar plástico para obtener hidrógeno ha sido el lema de un equipo de investigadores de la Universidad de Rice de Houston, Texas. Estos cientificos han desarrollado un método innovador de obtener hidrógeno y grafeno a partir de residuos plásticos. Los científicos han desarrollado un método de bajas emisiones y sin catalizador que puede llegar a ser rentable.
Transforman los residuos plásticos en hidrógeno gaseoso de alto rendimiento y grafeno de gran valor, sin necesidad de clasificarse ni limpiarse. El dinero recibido de la venta de grafeno, considerando sólo un 5% del precio actual, sería suficiente para producir hidrógeno gratis.
La principal forma de hidrógeno utilizada hoy en día es el hidrógeno gris, que se produce mediante el reformado de metano con vapor. Un método que genera mucho dióxido de carbono. Si la demanda de hidrógeno se dispara en las próximas décadas, y queremos alcanzar seriamente las emisiones netas cero en 2050, serán necesarios nuevas soluciones.
Calentar el plástico y aprovechar el hidrógeno
En el estudio, los investigadores expusieron los residuos plásticos a un calentamiento Joule flash durante unos cuatro segundos. Al elevar la temperatura hasta 3.100° kelvin se vaporiza el hidrógeno presente en el plástico. Entonces aparece el grafeno, un material ligero y duradero formado por una sola capa de átomos de carbono.
El grafeno se utiliza en electrónica, almacenamiento de energía, sensores, revestimientos, materiales compuestos y dispositivos biomédicos, por citar solo algunas de sus aplicaciones.
“Cuando descubrimos por primera vez el calentamiento Joule flash y lo aplicamos para convertir plástico de desecho en grafeno, observamos que se producían muchos gases volátiles que salían disparados del reactor», explicó Wyss autor del artículo.
“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 86% de carbono y 14% de hidrógeno. Con esta investigación, hemos demostrado que somos capaces de recuperar hasta 68% de ese hidrógeno atómico en forma de gas con una pureza del 94%”, afirmó Wyss.
El método emplea plástico para obtener hidrógeno
Los investigadores afirman que, según la evaluación del ciclo de vida, su método produce menos emisiones que otros métodos de producción de hidrógeno. La evaluación del ciclo de vida es una técnica utilizada para analizar los impactos ambientales holísticos y las demandas de recursos asociadas a los métodos de producción.
“El proceso flash H2 mejora tanto la demanda energética acumulada (de 33% a 95% menos de energía) como las emisiones de gases de efecto invernadero (65% a 89% menos de emisiones) en comparación con otros métodos de deconstrucción de residuos plásticos o biomasa para la producción de hidrógeno», afirman los investigadores.
Los investigadores señalan que una de las ventajas de su proceso de calentamiento Joule es que no es necesario lavar ni separar los residuos plásticos y que puede aprovecharse para producir hidrógeno limpio de costo negativo a partir de materiales de desecho.
Fuente: Wiley
