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Biocarbon dopado con nitrógeno derivado de residuos de extracción de alginato de spp.: Hacia electrocatalizadores de bajo costo para la ORR alcalina

Autores: Caldera, Aurora; Escobar, Beatriz; Briceño, Juan; Baas-López, José M.; Barbosa, Romeli; Uribe, Jorge

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Biocarbon dopado con nitrógeno derivado de residuos de extracción de alginato de spp.: Hacia electrocatalizadores de bajo costo para la ORR alcalina


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Química

Palabras clave

Extracción
Alginatos
Residuos
Biocarbón
Dopado con nitrógeno
Electrocatalisis

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los procesos de extracción de alginatos de spp. generan una cantidad sustancial de residuos sólidos que comúnmente se desechan. Este estudio explora la transformación sostenible de estos residuos en biocarbono dopado con nitrógeno a través de activación química con KOH y dopaje de nitrógeno utilizando urea. Se utilizaron XRD, FTIR, SEM-EDX, espectroscopia Raman, análisis de área de superficie BET, XPS y análisis elemental CHNS para caracterizar los materiales. El biocarbono dopado y activado (BDA) demostró excelentes propiedades fisicoquímicas, incluyendo un área de superficie específica de 1790 m g y una estructura mesoporosa. La evaluación electroquímica en medio alcalino reveló una densidad de corriente de -4.37 mA cm, un potencial de inicio de 0.922 E vs. RHE y un potencial de media onda de 0.775 E vs. RHE. El análisis de Koutecky-Levich indicó una vía de reducción de dos electrones. El rendimiento superior se atribuyó a los efectos sinérgicos de alta área de superficie, funcionalidades de nitrógeno (N piridinico y N pirrólico) y una mayor accesibilidad de los sitios activos. Estos resultados destacan el potencial del biocarbono dopado con nitrógeno derivado de residuos como una alternativa sostenible y de bajo costo para la electrocatalisis de ORR en pilas de combustible alcalinas.

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