Un equipo de investigadores japonés demostraron producción continua de hidrógeno utilizando ácido fórmico

Un equipo de investigadores japonés demostraron producción continua de hidrógeno utilizando ácido fórmico

Fecha publicada: 19 Octubre, 2023

Un grupo de investigadores japoneses utilizando un catalizador inmovilizado con iridio basado en polietilenimina (PEI) demostró que se puede generar  producción de hidrógeno mediante deshidrogenación del ácido fórmico (CH₂O₂) (FADH).  La información fue publicada por el la revista ChemSusChem.

Según el artículo, los científicos dijeron que el complejo de iridio y su ligando se entrecruzaron con PEI para el catalizador; el contenido de iridio se podía variar fácilmente en el rango del 1 al 10%. La estructura del catalizador inmovilizado con iridio se confirmó mediante espectroscopías de RMN de estado sólido, RMN de DNP y FT-IR.

“El catalizador inmovilizado con iridio con PEI mostró una excelente actividad catalítica para FADH, exhibiendo el valor de frecuencia de rotación (TOF) más alto del catalizador de 73 200 h -1 y un valor de número de rotación grande (TON) de más de 201 500. El catalizador podría usarse para la producción continua de hidrógeno a través de FADH, exhibiendo una alta durabilidad durante más de 1150 h sin ninguna degradación en la actividad catalítica. El gas hidrógeno obtenido se evaluó para la generación de energía utilizando una celda de combustible estándar y se lograron 5 h de generación de energía estable”, señalaron, Sawahara et al (1).

Luego, el ácido fórmico es un ácido orgánico fuerte que ha reemplazado a los ácidos inorgánicos en la fabricación y ha mostrado un uso potencial en nuevas tecnologías energéticas. La mayor parte del ácido fórmico se elabora a partir de monóxido de carbono, ya sea calentándolo con hidróxido de sodio para producir formiato de sodio, que luego se acidifica, o mediante la reacción catalizada por bases de CO y metanol para producir formiato de metilo, que se hidroliza a ácido. El ácido fórmico también es un subproducto importante de la fabricación de ácido acético.

Existe un interés creciente en el papel potencial del ácido fórmico en un ciclo cerrado del carbono, a través de su producción mediante la hidrogenación del CO 2 capturado .

“El ácido fórmico, además de ser un químico valioso comúnmente usado como conservante y agente antibacteriano, es un componente de almacenamiento de hidrógeno establecido a través de su descomposición en CO 2 y H 2 con una posible transformación reversible para regenerar el ácido fórmico, sirviendo así como plataforma para la producción química. almacen de energia. Contiene 53 g L –1 de hidrógeno a temperatura ambiente y presión atmosférica”, indicaron Álvarez et al.(2)

Enseguida, agregaron los investigadores que “en peso, el ácido fórmico puro almacena un 4,3 % en peso de hidrógeno. Al ser líquido en condiciones ambientales, su transporte y almacenamiento es más sencillo que el del hidrógeno molecular. A pesar del contenido gravimétrico de hidrógeno relativamente bajo, todo el hidrógeno puede recuperarse del ácido fórmico”.

Fuente: greencarcongress.com / Fotografía: renovablesverdes.com

(1) Sawahara, Keito, Tanaka, Shinji, Kodaira, Tetsuya, Kanega, Ryoichi, Kawanami, Hajime, (2023) “Iridium Catalyst immobilized on Crosslinked Polyethylenemine for Continuous Hydrogen Production Using Formic Acid”, ChemSusChem doi: 10.1002/cssc.202301282

(2) Andrea Álvarez, Atul Bansode, Atsushi Urakawa, Anastasiya V. Bavykina, Tim A. Wezendonk, Michiel Makkee, Jorge Gascon, and Freek Kapteijn (2017) “Challenges in the Greener Production of Formates/Formic Acid, Methanol, and DME by Heterogeneously Catalyzed CO2 Hydrogenation Processes” Chemical Reviews 117 (14), 9804-9838 doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00816

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