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Valorización de la celulosa a través de oxidación electroquímica: generación eficiente de formiato para almacenamiento de energía verde

Autores: Xiao, Shuhan; Yang, Yang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Energía

Subcategoría

Energía biomasa

Palabras clave

Eficiencia
Oxidación electrocatalítica
Biomasa derivada de celulosa
Pretratamiento catalítico con ácido heteropoli sólido
Rendimiento de glucosa
Producción de formiato

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 38

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Lograr una oxidación electrocatalítica eficiente de la biomasa derivada de celulosa es una estrategia fundamental para avanzar en la utilización de bioenergía y alcanzar la neutralidad de carbono. Este estudio aborda los desafíos de la baja eficiencia de conversión causados por la alta cristalinidad de la celulosa y el consumo excesivo de energía en los procesos convencionales, proponiendo un novedoso sistema integrado que combina un tratamiento catalítico con ácido heteropoli sólido y oxidación electrocatalítica. Al preparar el catalizador ácido sólido (CTA)HPW, logramos con éxito la hidrólisis de celulosa microcristalina a 180 grados C durante 60 minutos, alcanzando un rendimiento de glucosa del 40.1%. Además, se desarrolló un sistema electrocatalítico de metal no noble basado en cobre en espuma (CuF), con el material del electrodo CoO/CuF demostrando una eficiencia Faradaica del 85.3% para la producción de formiato a 1.66 V (vs. RHE) en un electrolito de KOH 1 mol L que contiene la mezcla de celulosa pretratada, acompañado de una densidad de corriente parcial de 153.2 mA cm. El estudio del mecanismo indica que la ruptura selectiva del enlace C-C mediada por radicales hidroxilo domina la generación de formiato. Este sistema integrado supera las limitaciones de la mala estabilidad del catalizador y la baja selectividad del producto en la conversión de biomasa, ofreciendo una estrategia sostenible para la fabricación ecológica de productos químicos de alto valor a partir de celulosa.

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