Conversión eficiente de CO2 a CO utilizando estaño y otros catalizadores metálicos de post-transición baratos y...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica es electroquímica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La catálisis por catálisis.

Sus antecedentes:

• Los electrocatalizadores asequibles son cruciales para convertir el dióxido de carbono (CO2) en combustibles basados en carbono.
• La reducción eficiente de CO2 a monóxido de carbono (CO) requiere catalizadores altamente selectivos y activos.
• El desarrollo de métodos de síntesis fáciles para estos catalizadores es esencial para la escalabilidad industrial.

Objetivo del estudio:

• Investigar el uso de sales triflatas baratas de Sn(2+), Pb(2+), Bi(3+) y Sb(3+) como precursores para la síntesis de electrocatalisadores.
• Para evaluar el rendimiento de los catalizadores Sn, Pb, Bi y Sb electrodepositados para la reducción de CO2 a CO.
• Para comprender el papel de las sales de 1,3-dialquilimidazolio en la promoción de la producción de CO.

Principales métodos:

• Facil electrodeposición de catalizadores metálicos (Sn, Pb, Bi, Sb) a partir de precursores de sales de triflados en soluciones de acetonitrilo (MeCN).
• Evaluación electroquímica de la reducción de CO2 a CO en presencia de [BMIM]OTf.
• Análisis de la actividad del catalizador, la selectividad y la estabilidad.

Principales resultados:

• Los catalizadores Sn y Bi depositados con electrodos demostraron una alta actividad y selectividad para la evolución del CO, logrando densidades parciales de corriente (jCO) de 5-8 mA/cm2 a bajos sobrepotenciales (< 250 mV).
• Los catalizadores Pb mostraron una actividad significativamente menor (~10% de Sn/Bi) y una rápida pasivación, mientras que los catalizadores Sb no mostraron actividad para la conversión de CO2 a CO.
• El estudio confirmó que las sales de 1,3-dialquilimidazolio promueven la producción de CO solo en combinación con electrocatalisadores adecuados.

Conclusiones:

• Las sales de Sn y Bi triflatos de bajo costo proporcionan una ruta general y fácil para sintetizar electrocatalisadores altamente activos y selectivos para la reducción de CO2 a CO.
• La elección del electrocatalizador metálico es fundamental para una producción eficiente de CO, con Sn y Bi superando a Pb y Sb.
• La conversión efectiva de CO2 depende de las interacciones sinérgicas entre el CO2, el promotor de imidazolio y el material del cátodo.