En nyligen genomförd studie, knuten till UNIST har avslöjat ett nytt sätt att förvandla kasserade äggskal till väte, en innovativ och alternativ energi för framtiden. Den nya metoden, som används som en katalysator för omvandling av alkoholer till väte, används för syntes av grafen på skalet efter reaktionen. Denna teknik för att producera mervärdesgrafen och rent väte, medan återvinning av matavfall är ett sätt att "slå tre flugor i en smäll."

Detta jobb, ledd av professor Jong-Beom Baek och hans forskargrupp vid School of Energy and Chemical Engineering vid UNIST, introducerar den grundläggande mekanismen för den selektiva katalytiska reaktionen och presenterar också ett nytt miljövänligt tillvägagångssätt för energieffektiv omvandling av alkoholer till värdefulla produkter (grafen och H ₂ ).

I den här studien, laget producerade kalciumoxid (CaO) med kalciumkarbonat (CaCO ₃ ), huvudingrediensen i ett äggskal, och upptäckte att detta kan användas som en katalysator för produktion av väte och grafen. Användningen av CaO som katalysator gjorde det möjligt för reaktionen att fortskrida vid en lägre temperatur än den för konventionella katalysatorer och producerade väte som kunde användas utan någon separationsprocess. Under reaktionens gång, ett tunt lager av kol (C) avsätts på kalciumoxiden för att bilda grafen, som lätt kan skalas av genom enkel hantering.

Väte kan erhållas från material, som innehåller väte, som inkluderar H2O, CnH ₂ n ⁺² , och CnH _{2 n} ⁺ 1OH. Just nu, en kemisk reaktion krävs, och en lämplig katalysator krävs för varje reaktion. Och CaO visade utmärkt katalytisk prestanda i "processen att producera väte från alkohol."

Alkohol erhålls genom att jäsa växter och mikroorganismer, så det är en miljövänlig energikälla som kan fortsätta att massproduceras i framtiden. Eftersom alkoholkomponenten är väte, kol, syre, den kan konverteras till andra användbara former. Redan en hög temperatur på över 700°C har använts för att omvandla ånga till väte och kolbaserade material. Dock, förutom väte, biprodukter som metan, kolmonoxid, och eten alstras vid en hög temperatur av 700°C eller högre. Därför, det är nödvändigt att endast välja vätgas från den producerade gasen, och enhetspriset för väteproduktion höjs också.

Professor Baek har löst nackdelarna med väteproduktion med alkohol som katalysator. Reaktionstemperaturen sänktes till 500°C genom att använda kalciumoxid gjord av äggskal. Som ett resultat, 99 % av den producerade gasen var väte, och BNPGr producerades i ett bruksfärdigt tillstånd när katalysatorn avlägsnades med syra.

"Kalciumoxid är ett billigt material och det är miljövänligt eftersom det kan tillverkas av återvunna äggskal, " säger professor Baek. "Både väte och grafen är ekonomiska eftersom de kan användas utan någon separationsprocess."

Dr. Gao-Feng Han (högskolan för energi och kemiteknik, UNIST), som ledde studien som första författare, börja med denna forskning genom att samla in äggskal från cafeterian. Han värmde också upp äggskalen för att producera CaO och använde det som en katalysator för alkoholens ångreformerande reaktion. Dessutom, han löste också principen, där alkohol omvandlas till väte och grafen, samt rollen för CaO i denna process.

"Ångreformeringsmetoden för alkohol som använder kalciumoxid kommer att ha samma effekt på den kommersiella miljön där reaktionen fortsätter i mycket större skala, " säger Dr. Han. "Vi hoppas att resultaten av denna studie kommer att hjälpa oss att återvinna bioresurser, inklusive etanol."