Electrorreducción de CO2 para formar en un electrocatalizador a base de cobre a altas presiones con alta eficiencia...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La reducción electrocatalítica de CO2 (CO2RR) ofrece una vía sostenible para convertir el CO2 en combustibles valiosos.
• El control de la selectividad y la eficiencia en CO2RR sigue siendo un desafío importante.
• Las condiciones de alta presión pueden mejorar la solubilidad de CO2 y las tasas de reacción.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo electrocatalizador para la reducción selectiva de CO2 en forma.
• Para investigar el rendimiento de un cátodo de película de nanopartículas Cu2O en una célula de electrólisis a alta presión.
• Lograr una alta eficiencia de conversión de energía para la producción de CO2.

Principales métodos:

• Síntesis de una película de nanopartículas Cu2O mediante el ciclo redox electroquímico de ondas cuadradas de láminas de Cu.
• Reducción electroquímica del CO2 para formarlo utilizando el cátodo Cu2O bajo alta presión de CO2 (≥45 atm).
• Montaje y ensayo de una célula de electrólisis de dos electrodos con un ánodo de hidróxido de carbonato de NiFe.

Principales resultados:

• El cátodo Cu2O alcanzó hasta un 98% de eficiencia Faradaic para la formación de CO2.
• La célula de electrólisis demostró una producción estable y a largo plazo de formato con una eficiencia de conversión de energía de hasta el 55,8%.
• Una película de Cu2O orientada a (111) fue crucial para lograr una reducción de casi el 100% de CO2 en forma.

Conclusiones:

• La electrorreducción de CO2 a alta presión utilizando una película de nanopartículas de Cu2O adaptada es una estrategia eficaz para la producción de formatos selectivos.
• El ánodo de carbonato de hidróxido de NiFe desarrollado complementa el cátodo Cu2O para una electrólisis eficiente.
• Este enfoque es prometedor para la conversión escalable y energéticamente eficiente de CO2 en productos líquidos individuales.