Reducción de CO2 resistente al oxígeno posibilitada por la electrólisis de las materias primas líquidas

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Química ecológica
• Captura y utilización del carbono

Sus antecedentes:

• La reducción electrolítica del dióxido de carbono (CO2) es obstaculizada por el oxígeno (O2) debido a que la reducción de O2 es favorecida termodinámicamente.
• Los métodos actuales requieren una costosa extracción de O2 de las materias primas de CO2 antes de la electrólisis.
• El desarrollo de tecnologías de reducción de CO2 rentables es crucial para la captura y utilización del carbono.

Objetivo del estudio:

• Investigar el uso de materias primas líquidas de bicarbonato para la electrólisis eficiente y selectiva del CO2.
• Demostrar que las soluciones líquidas de bicarbonato pueden superar la interferencia de O2 en la reducción de CO2.
• Proporcionar una alternativa rentable a las materias primas gaseosas de CO2 que requieren la eliminación de O2.

Principales métodos:

• Conversión electroquímica de CO2 utilizando 3,0 M KHCO3 como materia prima líquida.
• Comparación del rendimiento de reducción de CO2 con las materias primas gaseosas de CO2 en presencia de O2.
• Análisis de la selectividad de la reacción y la densidad de corriente bajo diferentes concentraciones de O₂.

Principales resultados:

• Las materias primas de bicarbonato líquido permitieron una reducción eficiente de CO2 a CO con una selectividad del 65% a 100 mA cm-2 incluso cuando se alimentaron con 100% de O2.
• Un mero 0,5% de O₂ en materia prima gaseosa de CO₂ redujo la selectividad de CO en más del 90% después de 1 hora.
• Las soluciones líquidas de bicarbonato mantienen una alta concentración de CO2 en el cátodo al tiempo que suprimen la reducción de O2 debido a la baja solubilidad de O2.

Conclusiones:

• Las materias primas de bicarbonato líquido ofrecen una vía viable para la electrólisis de CO2 eficiente y selectiva sin eliminación de O2.
• Este enfoque mejora significativamente la viabilidad económica de las tecnologías de reducción de CO2.
• Los hallazgos allanan el camino para mejorar las estrategias de captura y utilización de carbono.