Un ciclo de captura, conversión y utilización de CO2 neutro en carbono con regeneración a baja temperatura de...

Área de la Ciencia:

• Química verde y catálisis
• Captura y utilización del carbono
• Conversión de energía electroquímica

Sus antecedentes:

• Las crecientes concentraciones de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera exigen tecnologías eficientes de captura y conversión.
• Las pilas de combustible de formato directo ofrecen una vía prometedora para la generación de energía a partir de sales de formato.
• Los sistemas catalíticos reciclables son cruciales para los procesos químicos sostenibles.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema altamente eficiente y reciclable para la captura y conversión de CO2 en sales formadas.
• Integrar la producción de sales de formato con la tecnología de pilas de combustible de formato directo para un ciclo neutro en carbono.
• Investigar el rendimiento de varios hidróxidos inorgánicos y catalizadores de pinza homogéneos en este sistema integrado.

Principales métodos:

• Utilización de soluciones acuosas de hidróxido inorgánico (NaOH, KOH) para la captura de CO2.
• Utilizando catalizadores de pinza homogéneos (complejos PNP basados en Ru y Fe) para la hidrogenación de CO2 en formatos.
• Implementación de un sistema de disolventes bifásico (2-MTHF/H2O) para el reciclaje de catalizadores y disolventes.
• Uso directo de soluciones de sales de formato producidas en pilas de combustible de formato directo para la generación de electricidad y la regeneración de hidróxido.

Principales resultados:

• Se ha logrado un sistema altamente eficiente y reciclable para la captura y conversión de CO2 en sales formadas.
• Se ha demostrado un ciclo neutro en carbono mediante la utilización de sales de formato en pilas de combustible para regenerar el hidróxido.
• No se demostró una disminución significativa de la frecuencia de rotación (TOF) durante cinco ciclos con el reciclaje de catalizadores y disolventes.
• Se identificaron NaOH y KOH como hidróxidos óptimos, y los complejos PNP basados en Ru y Fe como catalizadores altamente activos.

Conclusiones:

• El sistema desarrollado ofrece un método eficiente y sostenible para la utilización del CO2.
• La integración de la captura, conversión y generación de energía de CO2 en un solo ciclo es factible y neutra en carbono.
• La reciclabilidad del sistema y el uso de materiales fácilmente disponibles como el NaOH y el KOH lo hacen adecuado para aplicaciones a gran escala, incluida la captura de CO2 del aire ambiente.