Captura continua de carbono en un reactor electroquímico de electrolitos sólidos

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Las tecnologías electroquímicas de captura de carbono son prometedoras para la gestión del carbono, pero se enfrentan a desafíos como la baja eficiencia y la complejidad del sistema.
• Los métodos existentes a menudo requieren una aportación significativa de energía o generan subproductos no deseados.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema continuo de captura electroquímica de carbono con mayor eficiencia y menor complejidad.
• Para demostrar un nuevo diseño utilizando un reactor de electrolito sólido junto con un sistema de oxígeno/agua redox.

Principales métodos:

• Se diseñó un reactor modular de electrolitos sólidos y se acopló con una pareja redox oxígeno/agua (O2/H2O).
• Se emplearon la reacción de reducción de oxígeno (ORR) y la reacción de evolución de oxígeno (OER) para la absorción y liberación de CO2.
• El CO2 se capturó en la interfaz cátodo-membrana y se liberó a través del flujo de protones del ánodo.

Principales resultados:

• El sistema alcanzó altas tasas de captura de carbono (0,137 mmol de CO2 min-1 cm-2) y una alta pureza (>99%) de salida de CO2.
• Se ha demostrado una alta eficiencia de eliminación de carbono (> 98%) en gases de combustión simulados.
• Se ha informado de un bajo consumo de energía (a partir de ~150 kJ/mol de CO2) y de una alta eficiencia Faradaic (>90%).

Conclusiones:

• El sistema de captura de carbono electroquímica continua desarrollado ofrece una solución prometedora para una gestión eficiente del CO2.
• El diseño del reactor de electrolitos sólidos elimina la necesidad de insumos químicos y la generación de productos secundarios.
• La tecnología presenta potencial para aplicaciones prácticas en la captura de carbono debido a su alto rendimiento y bajos requisitos de energía.