La ecografía de alta potencia separa rápidamente el catalizador valioso de las membranas de polímeros subyacentes en menos de un minuto. Crédito: Universidad de Leicester
Una nueva técnica que utiliza ondas de sonido para separar materiales para el reciclaje podría ayudar a prevenir productos químicos potencialmente dañinos que se lixivie al medio ambiente.
Los investigadores de la Universidad de Leicester han logrado un hito importante en el reciclaje de pilas de combustible, las técnicas de avance de los materiales catalizadores valiosos y las membranas de polímeros fluoradas (PFA) de las membranas recubiertas de catalizadores (CCM). Los artículos se publican en RSC Sostenibilidad y Sonoquímica ultrasónica.
Este desarrollo aborda los desafíos ambientales críticos planteados por los PFA, a menudo denominados “productos químicos para siempre”, que se sabe que contaminan el agua potable y tienen graves implicaciones para la salud. La Royal Society of Chemistry ha instado a la intervención del gobierno a reducir los niveles de PFA en los suministros de agua del Reino Unido.
Las celdas de combustible y los electrolizeros de agua, componentes esenciales de los sistemas de energía con hidrógeno, que alimentan automóviles, trenes y autobuses, dependen de CCM que contengan metales de grupo de platino preciosos. Sin embargo, la fuerte adhesión entre las capas de catalizador y las membranas PFA ha dificultado el reciclaje.
Los investigadores de Leicester han desarrollado un método escalable que utiliza el remojo de solventes orgánicos y la ecografía de agua para separar efectivamente estos materiales, revolucionando el proceso de reciclaje.
La ecografía de alta potencia separa rápidamente el catalizador valioso de las membranas de polímeros subyacentes en menos de un minuto. Crédito: Universidad de Leicester
El Dr. Jake Yang de la Escuela de Química de la Universidad de Leicester dijo: “Este método es simple y escalable. Ahora podemos separar las membranas PFA de metales preciosos sin productos químicos duros, revolucionando cómo reciclamos las celdas de combustible.
“Las celdas de combustible se han anunciado durante mucho tiempo, ya que la tecnología innovadora para la energía limpia, pero el alto costo de los metales grupales de platino se ha visto como una limitación. Una economía circular en estos metales acercará a esta tecnología innovadora un paso más cerca de la realidad”.
Sobre la base de este éxito, un estudio de seguimiento introdujo un proceso de delaminación continua, utilizando un Sonotrode de cuchilla a medida que utiliza ultrasonido de alta frecuencia para dividir las membranas para acelerar el reciclaje. El proceso crea burbujas que colapsan cuando se someten a alta presión, lo que significa que los catalizadores preciosos se pueden separar en segundos a temperatura ambiente. El proceso innovador es sostenible y económicamente viable, allanando el camino para una adopción generalizada.
Esta investigación se llevó a cabo en colaboración con Johnson Matthey, un líder mundial en tecnologías sostenibles. Las asociaciones de la industria-academia, como este, subrayan la importancia de los esfuerzos colectivos para impulsar el progreso tecnológico.
La ecografía de alta potencia separa rápidamente el catalizador valioso de las membranas de polímeros subyacentes en menos de un minuto. Crédito: la ecografía de alta potencia de la Universidad de Leicester separa rápidamente el valioso catalizador de las membranas de polímeros subyacentes en menos de un minuto. Crédito: Universidad de Leicester
Ross Gordon, científico principal de investigación de Johnson Matthey, dijo: “El desarrollo de ultrasonido de alta intensidad para separar las membranas cargadas de catalizadores es un cambio de juego en la forma en que abordamos el reciclaje de las celdas de combustible. En Johnson Matthey, estamos orgullosos de colaborar en soluciones de pionero que aceleran la adopción de la energía hidrógena mientras lo hace que lo sea sostenible y económicamente viable”.
A medida que la demanda de pilas de combustible continúa creciendo, este avance contribuye a la economía circular al permitir un reciclaje eficiente de componentes esenciales de energía limpia. Los esfuerzos de los investigadores apoyan un futuro más verde y más asequible para la tecnología de las celdas de combustible al tiempo que abordan los desafíos ambientales apremiantes.
Más información: Tanongsak Yingnakorn et al, Membranas recubiertas de catalizador para la delaminación de pilas de combustible y electrolos de agua inducida por la solución orgánica de la solución y la ecografía de agua, sostenibilidad del RSC (2025). Doi: 10.1039/d4su00795f
Tanongsak Yingnakorn et al, Delaminación rápida de membranas recubiertas de catalizador de pilas de combustible utilizando ultrasonicación de alta intensidad, ultrasonics Sonochemistry (2025). Doi: 10.1016/j.ultsonch.2025.107330
Proporcionado por la Universidad de Leicester
Cita: la tecnología de reciclaje Soundwave convierte ‘Forever Chemicals’ en recursos renovables (2025, 6 de mayo) Recuperado el 6 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-soundwave–recicycling-technologys-renewable.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
