Electrolisis de CO2 a productos multicarbónicos en ácido fuerte

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Catálisis
• Química sustentable

Sus antecedentes:

• La electrorreducción de dióxido de carbono (CO2R) ofrece una vía para convertir las emisiones en productos valiosos.
• Los métodos actuales de CO2R en medios neutrales o alcalinos muestran una baja eficiencia para los productos multicarbónicos y una formación significativa de carbonatos.
• Los electrolitos ácidos están limitados por la evolución dominante del hidrógeno, lo que dificulta el CO2R.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un proceso eficiente de CO2R en electrolitos ácidos.
• Para superar el desafío de la evolución del hidrógeno en condiciones ácidas para CO2R.
• Mejorar la activación del CO2 y la selectividad del producto en la electrocatálisis ácida.

Principales métodos:

• Utilizando electrocatalizadores a base de cobre en electrolitos ácidos (pH < 1).
• El uso de una estrategia para concentrar cationes de potasio cerca de sitios electrocatalíticos.
• Funcionamiento del reactor electroquímico con una densidad de corriente de 1,2 A/cm2 y una tensión de la célula de 4,2 V.

Principales resultados:

• Logró una utilización de CO2 de un solo paso del 77% en condiciones ácidas.
• Se ha demostrado una eficiencia de conversión del 50% hacia productos multicarbónicos (etileno, etanol, propanol).
• Se ha suprimido con éxito la evolución del hidrógeno, permitiendo un CO2R eficiente.

Conclusiones:

• La concentración de cationes de potasio es una estrategia viable para acelerar la activación de CO2 en medios ácidos.
• Este método mejora significativamente la eficiencia de las emisiones de CO2 y la selectividad de los productos valiosos.
• Los hallazgos allanan el camino para tecnologías de captura y utilización de carbono más eficaces.