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Jul 31, 2023

Un equipo de la Universidad Técnica de Freiberg desarrolla un proceso de reciclaje de metales preciosos procedentes de electrolizadores

Crispin Mokry el hidrógeno procedente de electrólisis con energías renovables se considera un elemento clave de la transición energética. Mediante catalizadores el agua se descompone en sus componentes hidrógeno y oxígeno.

crispin mojado

El hidrógeno procedente de la electrólisis con energías renovables se considera un elemento clave de la transición energética. Mediante catalizadores el agua se descompone en sus componentes hidrógeno y oxígeno. La reacción electroquímica requiere metales preciosos como platino, iridio o rutenio como catalizadores. Un proyecto de investigación europeo en el que participa la TU Bergakademie Freiberg examina desde hace tres años cómo se puede mejorar el reciclaje de estos metales.

"Dado que los costosos metales preciosos de las células de electrólisis aún no pueden sustituirse completamente por otros materiales igualmente eficientes, el desafío es recuperarlos sin pérdidas. Y esto idealmente mediante un procesamiento respetuoso con el medio ambiente", explica el líder del proyecto, el profesor Alexandros Charitos de la Universidad Técnica de Freiberg. Procesamiento más respetuoso con el medio ambiente de materiales catalizadores al final de su vida útil El equipo se centró en los llamados métodos de reciclaje hidrometalúrgicos. Esto implica transferir el material catalizador a una solución acuosa y posteriormente recuperarlo como una sal o metal en una forma sólida que sea lo más pura posible. "La recuperación de las distintas capas de catalizador de metales preciosos, el corazón del electrolizador de membrana de intercambio de protones (electrolizador PEM), ha requerido hasta ahora un paso del proceso que consume mucha energía y es potencialmente perjudicial para el medio ambiente. "En el proyecto Recycalyse perseguimos un objetivo proceso de reciclaje en el que las capas de catalizador se separan de la membrana que contiene flúor", explica la Dra. Lesia Sandig-Predzymirska. Los metales preciosos de las capas de catalizador preconcentradas se pueden reciclar con agentes de lixiviación más suaves y respetuosos con el medio ambiente. "Esto produce materiales de partida que pueden utilizarse directamente para la producción de nuevos electrocatalizadores para cerrar el ciclo de los materiales", afirma el investigador.

Un catalizador recientemente desarrollado hecho de iridio y rutenio demostró ser el más eficiente para la reacción de desprendimiento de oxígeno en el lado del ánodo de la celda. Como material de soporte para los metales, en lugar de carbono, actuó un óxido de estaño dopado con antimonio. "Hemos desarrollado y patentado un proceso hidrometalúrgico que utiliza productos químicos de bajo coste para recuperar eficientemente complejos de rutenio que son valiosos para la industria", afirma la Dra. Lesia Sandig-Predzymirska. Los complejos de rutenio no sólo se utilizan en la industria química para la producción de catalizadores, sino que también se utilizan en muchos otros campos, como la industria electrónica, la medicina, la biología, la nanociencia y la producción de células solares. Junto con un proceso de separación recientemente desarrollado de los iones metálicos individuales, el equipo logró una recuperación de más del 90% de los metales preciosos contenidos.

Dado que el almacenamiento de hidrógeno a partir de la electrólisis del agua es un componente importante para la transición energética, los materiales de los electrodos están actualmente en el centro de la investigación. Además de la eficiencia y disponibilidad de los materiales, el proyecto "Recycalyse" se centra especialmente en su reciclabilidad en el sentido de la economía circular. Está dirigido por el Instituto Tecnológico Danés y apoyado por otros nueve socios (TU Bergakademie Freiberg, Fraunhofer ICT, Sustainable Innovations, TWI, Blue World Technologies, Universidad de Berna, Prüfrex, HyCentA Research GmbH y Accurec). Hasta finales de septiembre de 2023, "Recycalyse" recibirá un apoyo total de 5,5 millones de euros del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea en virtud del acuerdo de subvención n.º 861960.

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