Uno studio recente, affiliato con l'UNIST ha svelato un nuovo modo per trasformare i gusci d'uovo scartati in idrogeno, un'energia innovativa e alternativa per il futuro. Il nuovo metodo, che viene utilizzato come catalizzatore per la conversione degli alcoli in idrogeno, viene utilizzato per la sintesi del grafene sul guscio dopo la reazione. Questa tecnica di produzione di grafene a valore aggiunto e idrogeno puro, mentre riciclare i rifiuti alimentari è un modo per "prendere tre piccioni con una fava".

Questo lavoro, guidato dal professor Jong-Beom Baek e dal suo gruppo di ricerca presso la School of Energy and Chemical Engineering dell'UNIST, introduce il meccanismo fondamentale della reazione catalitica selettiva e presenta anche un nuovo approccio ecologico per la conversione energeticamente efficiente degli alcoli in prodotti di valore (grafene e H ₂ ).

In questo studio, il team ha prodotto ossido di calcio (CaO) con carbonato di calcio (CaCO ₃ ), l'ingrediente principale di un guscio d'uovo, e ha scoperto che questo può essere usato come catalizzatore per la produzione di idrogeno e grafene. L'uso di CaO come catalizzatore ha permesso alla reazione di procedere a una temperatura inferiore a quella dei catalizzatori convenzionali e ha prodotto idrogeno che potrebbe essere utilizzato senza alcun processo di separazione. Nel corso della reazione, un sottile strato di carbonio (C) si deposita sull'ossido di calcio per formare il grafene, che può essere facilmente staccato con una semplice manipolazione.

L'idrogeno può essere ottenuto da materiali, contenente idrogeno, che includono H2O, CnH ₂ n ⁺² , e CnH _{2 n} ⁺ 1OH. A quest'ora, è necessaria una reazione chimica, ed è richiesto un catalizzatore adatto per ciascuna reazione. E CaO ha mostrato eccellenti prestazioni catalitiche nel "processo di produzione di idrogeno dall'alcol".

L'alcol si ottiene dalla fermentazione di piante e microrganismi, quindi è una fonte di energia ecologica che può continuare a essere prodotta in serie in futuro. Poiché la componente alcolica è idrogeno, carbonio, ossigeno, può essere convertito in altre forme utili. Già una temperatura elevata di oltre 700°C è stata utilizzata per convertire il vapore in materiali a base di idrogeno e carbonio. Però, oltre all'idrogeno, sottoprodotti come metano, monossido di carbonio, e l'etilene vengono generati ad una temperatura elevata di 700°C o superiore. Perciò, è necessario selezionare solo l'idrogeno dal gas prodotto, e aumenta anche il prezzo unitario di produzione dell'idrogeno.

Il professor Baek ha risolto gli svantaggi della produzione di idrogeno utilizzando l'alcol come catalizzatore. La temperatura di reazione è stata abbassata a 500°C utilizzando ossido di calcio ottenuto da gusci d'uovo. Di conseguenza, Il 99% del gas prodotto era idrogeno, e BNPGr è stato prodotto in uno stato pronto per l'uso quando il catalizzatore è stato rimosso con acido.

"L'ossido di calcio è un materiale poco costoso ed è ecologico perché può essere ricavato da gusci d'uovo riciclati, " afferma il professor Baek. "Sia l'idrogeno che il grafene sono economici perché possono essere utilizzati senza alcun processo di separazione".

Dr. Gao-Feng Han (Scuola di ingegneria energetica e chimica, UNISTA), che ha condotto lo studio come primo autore, iniziare con questa ricerca raccogliendo gusci d'uovo dalla caffetteria. Riscaldò anche i gusci delle uova per produrre CaO e lo usò come catalizzatore per la reazione di riformazione del vapore dell'alcol. Inoltre, ha anche risolto il principio, in cui l'alcol viene convertito in idrogeno e grafene, così come il ruolo del CaO in questo processo.

"Il metodo di steam reforming dell'alcol che utilizza l'ossido di calcio avrà lo stesso effetto sull'ambiente commerciale in cui la reazione procede su scala molto più ampia, " afferma il Dr. Han. "Ci auguriamo che i risultati di questo studio ci aiutino a riciclare le risorse biologiche, compreso l'etanolo».