Även om regeringar, akademi och organisationer runt om i världen har under många år betonat krisen kring användningen av fossila bränslen, efterfrågan har ständigt ökat. Nu, att utbudet minskar allvarligt, och forskare har fokuserat på att hitta alternativa bränslen som är renare och har potential för hållbar produktion.

Väte (H ₂ ) är en mycket attraktiv kandidat som ersättning för fossila bränslen eftersom det kan produceras från vatten (H2O) genom hydrolys, splittring av vattenmolekyler. En annan hållbar väg är syntesen av biodiesel, som tillverkas med hjälp av vegetabiliska oljor genom en omvandlingsprocess som kallas transesterifiering. Dock, Biodieselsyntes producerar för stora mängder glycerol (C ₃ H ₈ O ₃ ); Det uppskattas att biodieselindustrin enbart i Europa producerar ett överskott på 1,4 miljoner ton glycerol, som inte kan säljas till andra industrier. Om glycerol kunde användas som råvara för att få fram mer värdefulla kemikalier, detta skulle göra biodieselindustrin mer lönsam, vilket uppmuntrar regeringar och företag att byta bort från fossila bränslen.

Forskare från Tokyo Tech och Taiwan Tech hittade nyligen ett effektivt sätt att använda detta överskott av glycerol till god användning. Medan forskare har utforskat den elektrokemiska omvandlingen av glycerol till andra mer värdefulla organiska föreningar som dihydroxiaceton (DHA) i flera år, befintliga metoder kräver användning av ädelmetaller, nämligen platina, guld och silver. Eftersom användningen av dessa metaller representerar 95 procent av den totala kostnaden för omvandling av glycerol till DHA, forskargruppen fokuserade på att hitta ett prisvärt alternativ.

I deras studie, de fann att kopparoxid (CuO), ett billigt och rikligt material, skulle kunna användas som en katalysator för att selektivt omvandla glycerol till DHA även vid milda reaktionsförhållanden. För att detta ska hända, pH (koncentrationen av fria vätejoner) i lösningen av den elektrokemiska cellen måste vara vid ett specifikt värde. Genom mikroskopitekniker, forskarna analyserade den kristallina strukturen och sammansättningen av CuO-katalysatorn och skräddarsydde dem för att göra den stabil samtidigt som de noggrant inspekterade de möjliga omvandlingsvägarna för glycerol i deras system enligt lösningens pH. Detta gjorde det möjligt för dem att hitta lämpliga reaktionsförhållanden som gynnade produktionen av DHA. "Vi har inte bara upptäckt en ny, Jordrik katalysator för DHA-omvandling med hög selektivitet, men också visa möjligheten att ge nya, värdefullt liv för en avfallsprodukt från biodieselindustrin, " sa prof. Tomohiro Hayashi, ledande forskare från Tokyo Tech.

Dessutom, det elektrokemiska systemet som föreslagits i denna studie producerade inte bara DHA från glycerol i ena änden, men även H2 på den andra genom vattenklyvning. Det betyder att detta tillvägagångssätt kan användas för att lösa två aktuella problem samtidigt. "Både biodiesel- och vätegenereringsindustrin kan dra nytta av vårt system, leder till en mer hållbar värld, " förklarade prof. Hayashi. Ett diagram över hållbara energicykler inklusive både biodiesel- och väteindustrin visas i figur 1. Sammanfattningsvis, det är avgörande att vi fortsätter att försöka ta itu med problemet med hållbarhet i vår användning av bränslen, och studier som denna tar oss ett steg närmare en grönare framtid.