El Cl soportado en nanotubos de carbono de paredes múltiples reduce selectivamente el CO2 en el agua

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• El catalizador homogéneo, Re ((tBu-bpy) ((CO) 3Cl, es conocido por la reducción de CO2, pero generalmente se estudia en disolventes orgánicos.
• Se necesitan electrocatalizadores eficientes y selectivos para la reducción de CO2 en medios acuosos.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la reducción electroquímica de CO2 a CO utilizando un catalizador Re ((tBu-bpy) ((CO) 3Cl soportado en nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT).
• Evaluar el rendimiento del electrocatalizador Re/MWCNT en soluciones acuosas a pH neutro.

Principales métodos:

• Incorporación del catalizador Re ((tBu-bpy) ((CO) 3Cl en las MWCNT.
• Experimentos de reducción electroquímica en soluciones acuosas de KHCO3 saturadas de CO2.
• Análisis de las densidades de corriente, las eficiencias de Faradaic (FE_CO), el exceso de potencial, el número de volúmenes (TON) y la frecuencia de volúmenes (TOF).

Principales resultados:

• Se obtienen altas densidades de corriente de ~4 mA/cm2 y una selectividad del 99% (FE_CO) para la producción de CO a -0,56 V frente a RHE.
• El catalizador Re/MWCNT demostró un aumento de las densidades de corriente y una disminución del sobrepotencial en comparación con el catalizador homogéneo.
• El electrocatalizador mantuvo una alta selectividad y permitió el funcionamiento en agua a pH 7,3, con TON > 5600 y TOF > 1,6 s-1.

Conclusiones:

• El apoyo de Re ((tBu-bpy) ((CO) 3Cl en MWCNT mejora la actividad catalítica y la selectividad para la electroreducción de CO2 a CO en el agua.
• El electrocatalizador Re/MWCNT es eficiente, robusto, selectivo y adecuado para aplicaciones escalables en medios acuosos.
• Este material representa un avance significativo para las tecnologías de conversión electroquímica de CO2.