Desarrollo de nanopartículas basadas en puntos cuánticos de grafeno (GQDS) como catalizadores avanzados en procesos de obtención de biogás

Abstract

El presente trabajo se enfoca en el desarrollo de puntos cuánticos de grafeno (GQDs) como catalizadores para mejorar la producción de biogás en la digestión anaerobia. Los biocombustibles, especialmente el biometano, son una alternativa sostenible a los combustibles fósiles, pero la eficiencia de la fermentación anaerobia puede verse limitada por la lenta transferencia de electrones entre microorganismos. Para mejorar este proceso, se proponen los GQDs, que facilitan la transferencia directa de electrones (DIET). El objetivo es sintetizar y caracterizar GQDs dopados con nitrógeno, zinc y boro para evaluar su capacidad como catalizadores en la digestión anaerobia. Se analizaron las propiedades de los GQDs según la temperatura de síntesis (150, 180 y 200°C) y el tipo de dopaje, utilizando técnicas como XRD, FTIR, AFM, DLS, análisis de estabilidad coloidal, y mediciones de capacidad de donación de electrones.

The work focuses on the development of graphene quantum dots (GQDs) as catalysts to enhance biogas production in anaerobic digestion. Biofuels, particularly biomethane, are a sustainable alternative to fossil fuels, but the efficiency of anaerobic fermentation can be limited by slow electron transfer between microorganisms. To improve this process, GQDs are proposed, as they facilitate direct electron transfer (DIET). The aim is to synthesize and characterize nitrogen, zinc, and boron-doped GQDs to assess their potential as catalysts in anaerobic digestion. The properties of the GQDs were analyzed based on the synthesis temperature (150, 180, and 200°C) and the type of doping, using techniques such as XRD, FTIR, AFM, DLS, colloidal stability analysis, and electron donation capacity measurements.