ALMA MATER

Revalorización de residuos Mineros para la producción electroquímica de especies de Alto valor añadido a partir de Materia vegetal contaminada

Resumen

El proyecto “RevALorización de residuos Mineros para la producción electroquímica de especies de Alto valor añadido a partir de MATERia vegetal contaminada”, de acrónimo Alma Mater, propone la recuperación de entornos naturales contaminados por actividades mineras abandonadas desde una óptica integral, en la que los residuos procedentes de los procesos de tratamiento son utilizados como la materia prima para la síntesis de peróxido de hidrógeno, reactivo de elevado valor añadido. Esta propuesta está basada en la experiencia obtenida en los proyectos E-BIORE2MIN y Bio-electro MineR2, que se llevan a cabo actualmente en el laboratorio EARTH, pero pretende avanzar en una visión enfocada en la economía circular, minimizando el impacto del propio proceso de tratamiento y maximizando el valor de los subproductos generados.

En los proyectos antedichos, el tratamiento de residuos mineros se lleva a cabo mediante tecnologías de electro-, bio- y fitorremediación. Si bien estos procesos permiten recuperar los ambientes mineros abandonados, uno de los productos generados en estas tecnologías es una biomasa vegetal, que contiene los metales retenidos. En Alma Mater, el objetivo principal es recuperar esta biomasa vegetal y convertirla, sometiéndola al proceso denominado carbonización hidrotermal (HTC de sus siglas en inglés) en un material que pueda utilizarse como dopante en cátodos con los que llevar a cabo la reducción electrocatalítica de oxígeno a peróxido de hidrógeno. Este concepto puede entenderse en el resumen gráfico adjunto al final de este resumen, donde se observa que el principal objetivo del proyecto Alma Mater, combinado con los proyectos anteriores, es que las dos únicas salidas del proceso de tratamiento sean un recurso natural recuperado y la generación de especies de alto valor añadido.

Así, el proyecto Alma Mater pretende ser la fuerza impulsora inicial de una nueva línea de investigación del laboratorio EARTH. Junto a Javier Llanos y Martín Muñoz, colaboran en el proyecto, la Dra. Concepción Ania, investigadora responsable en el (CNRS) de Orleans y especialista en la síntesis y caracterización de materiales carbonosos a partir de residuos vegetales para diversos usos, incluyendo aplicaciones electroquímicas. Por otro lado, también colabora en este proyecto la Dra. Erika Bustos, investigadora titular del Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica (CIDETEQ) de México y experta en el desarrollo de materiales electródicos como los que se pretende investigar en este proyecto.

Investigadores

Javier Llanos López
Catedrático de Universidad. Departamento de Ingeniería Química. Instituto de Tecnología Química y Medioambiental. Ciudad Real.

Martín Muñoz Morales
Ayudante Doctor UCLM. Departamento de Ingeniería Química. Instituto de Tecnología Química y Medioambiental. Ciudad Real.

Concepción Ovín Ania
Directora Investigación en CNRS de Orleans.

Erika Bustos Bustos
Investigadora Titular CIDETEQ México.

EPOS

Minas de Almadén y Arrayanes (MAYASA)

Laboratorios Servier

Condias GmbH

Servicio de Minas JCCM

Paquetes de trabajo

PT1 Coordinación técnica y gestión económica.

PT2 Gestión del conocimiento

PT3. Caracterización y selección de residuos vegetales procedentes de procesos de fitoremediación de residuos mineros.

T3.1 Preparación de muestras de biomasa para su caracterización.
T3.2 Caracterización de la biomasa de partida y selección de muestras para PT4.

PT4. Síntesis y caracterización de hidrochar por carbonización hidrotérmica.

T4.1 Síntesis de hidrochar.
T4.2 Caracterización del hidrochar sintetizado.

PT5. Estudio de la síntesis electroquímica de peróxido de hidrógeno utilizando el hidrochar obtenido en el PT4.

T5.1. Montaje y puesta a punto de celda de síntesis de peróxido de hidrógeno.
T5.2. Síntesis de peróxido de hidrógeno con materiales catódicos preparados con hidrochar.
T5.3. Estudio de las condiciones de operación en el proceso de electrodeposición.

Paquetes de trabajo (PT: paquete de trabajo; T: Tarea):

Artículos publicados

Martin Muñoz-Morales, Álvaro Ramírez, Aurelien Cañizares, Javier Llanos, Conchi Ania. Evaluating key properties of carbon materials as cathodes for the electrogeneration of hydrogen peroxide. Carbon, Art. No. 118082. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.118082

Álvaro Ramírez, Martin Muñoz-Morales, Francisco Jesús Fernández-Morales, Javier Llanos. Valorization of Polluted Biomass Waste for Manufacturing Sustainable Cathode Materials for the Production of Hydrogen Peroxide. Electrochimica Acta, Art. No. 142383. DOI: https://doi.org/10.1016/j.electacta.2023.142383

The conversation. Transformamos las aguas contaminadas en una fuente de recursos gracias a las plantas. https://theconversation.com/transformamos-las-aguas-contaminadas-en-una-fuente-de-recursos-gracias-a-las-plantas-204980