Selectividad del producto conmutable en la reducción electroquímica de dióxido de carbono utilizando electrodos de...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La reducción electroquímica del dióxido de carbono (CO2) es una tecnología prometedora para la producción química sostenible.
• La selectividad del producto en la electrorreducción de CO2 depende en gran medida del material del electrodo y de la composición del electrolito.
• Estudios limitados han explorado el control de la distribución del producto a partir de un solo material de electrodo.

Objetivo del estudio:

• Investigar el uso de electrodos de diamante dopados con boro (BDD) para la reducción electroquímica selectiva de CO2.
• Para optimizar parámetros como la concentración de boro, electrolito y potencial aplicado para controlar la selectividad del producto.
• Demostrar la selectividad del producto intercambiable entre el monóxido de carbono y el ácido fórmico utilizando electrodos BDD.

Principales métodos:

• Reducción electroquímica del CO2 mediante electrodos BDD con diferentes concentraciones de boro.
• Optimización de los electrolitos (KClO4, KCl) y potenciales aplicados.
• Espectroscopia de reflectancia total atenuada en el infrarrojo (ATR-IR) in situ para el estudio de los intermedios de reacción.

Principales resultados:

• La selectividad intercambiable para la producción de monóxido de carbono y ácido fórmico se logró variando la concentración de boro y el electrolito de BDD.
• Se observó una alta selectividad para el monóxido de carbono con un electrodo de boro BDD al 1% y un electrolito KClO4.
• Se observó una alta selectividad para el ácido fórmico con un electrodo de boro BDD al 0,1% y un electrolito de KCl.
• ATR-IR in situ confirmó la adsorción de los radicales aniónicos de CO2 intermedios en la superficie del BDD.

Conclusiones:

• Los electrodos BDD ofrecen selectividad sintonizable para la reducción electroquímica de CO2.
• La elección del electrolito y el nivel de dopaje de boro BDD son factores críticos para dirigir la formación del producto.
• Este trabajo demuestra una vía hacia la conversión controlada de CO2 en productos químicos valiosos utilizando electrodos BDD.