Líneas de Investigación
Las líneas de investigación del proyecto se centran en el desarrollo y aplicación de nanocelulosa para tecnologías sostenibles, aprovechando su versatilidad y propiedades ajustables. A partir de diversas fuentes, se busca controlar su hidrofobicidad según la aplicación, utilizando métodos innovadores como solventes eutécticos profundos y líquidos iónicos. Esto permite su uso tanto en baterías de ion-litio como en electrolizadores, optimizando procesos energéticos y promoviendo soluciones más limpias y eficientes.
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Efecto de los Líquidos Iónicos Ácidos de Brønsted (BAILs) en el proceso de obtención de nanocristales de celulosa (CNC)
Los líquidos iónicos ácidos de Brønsted (BAILs) son solventes innovadores que actúan como catalizadores en el proceso de hidrólisis de la celulosa para obtener nanocelulosa cristalina (CNC). A diferencia de los métodos convencionales que utilizan ácidos minerales fuertes, los BAILs permiten realizar el proceso en condiciones más suaves (menor temperatura y tiempo), reduciendo el consumo de energía y la generación de residuos peligrosos.
Una de las grandes ventajas de los BAILs es su capacidad de reciclaje, ya que pueden reutilizarse hasta cinco o seis veces sin perder su actividad catalítica. Esto hace que el proceso de obtención de CNC sea más sostenible y eficiente, contribuyendo a la reducción del impacto ambiental asociado a la producción de materiales avanzados. Además, el uso de BAILs permite un mayor control sobre las características finales de la nanocelulosa, lo que es clave para su aplicación en dispositivos tecnológicos.
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Nuevas perspectivas sobre la deslignificación con solventes sostenibles.
La deslignificación es un proceso fundamental en la obtención de nanocelulosa, ya que permite separar la celulosa de otros componentes como la lignina en la biomasa. Tradicionalmente, este proceso se realiza con solventes altamente contaminantes, lo que limita su sostenibilidad.
En esta línea de investigación, utilizamos solventes sostenibles como los líquidos iónicos y los solventes eutécticos profundos (SEP), que permiten realizar la deslignificación de manera más eficiente y con menor impacto ambiental.
Estos solventes son capaces de romper las estructuras lignocelulósicas, facilitando la extracción de celulosa pura sin necesidad de condiciones extremas de temperatura o presión.
Además de ser más seguros y reutilizables, estos solventes promueven el desarrollo de procesos industriales más limpios y competitivos, contribuyendo al aprovechamiento de residuos vegetales para la producción de nanocelulosa y otros materiales de valor agregado.
Producción en un solo paso de nanocelulosa (NC) hidrofóbica mediante una metodología sostenible.
La nanocelulosa hidrofóbica es un material innovador con propiedades únicas que lo hacen adecuado para aplicaciones en dispositivos que requieren superficies que repelen el agua, como baterías, electrolizadores y sensores electrónicos. En nuestro proyecto, hemos desarrollado un método que permite obtener nanocelulosa hidrofóbica en un solo paso, utilizando líquidos iónicos próticos (PILs) combinados con agentes acilantes (como anhídrido acético).
Este proceso sostenible logra modificar la superficie de la nanocelulosa para controlar su hidrofobicidad, lo que es fundamental para ajustar sus características según el dispositivo al que estará destinado. Al evitar múltiples etapas de tratamiento, este enfoque reduce el consumo energético y la generación de residuos, haciendo que el proceso sea más económico y ambientalmente responsable.
Este avance permite crear dispositivos más eficientes, especialmente en el área de almacenamiento de energía, donde la nanocelulosa hidrofóbica puede mejorar la durabilidad y el rendimiento de los componentes.
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Aplicación electroquímica de la nanocelulosa.
La nanocelulosa posee características excepcionales que la convierten en un material ideal para el desarrollo de dispositivos electroquímicos avanzados. Gracias a su estructura cristalina y capacidad de modificación superficial, puede utilizarse como separador de electrodos en baterías de ion-litio, mejorando la eficiencia energética y la vida útil de las baterías.
Además, la nanocelulosa se utiliza en la fabricación de electrocatalizadores para la producción de hidrógeno y amoníaco, actuando como soporte para nanopartículas conductoras que optimizan las reacciones electroquímicas. El control de la hidrofobicidad de la nanocelulosa permite su adaptación en distintos contextos, garantizando una mejor interacción entre los electrodos y el medio reactivo.
El uso de nanocelulosa en estas aplicaciones no solo mejora el rendimiento de los dispositivos, sino que también promueve el desarrollo de tecnologías más limpias y sostenibles, alineándose con los objetivos globales de descarbonización energética.
