Producción continua de una solución acuosa de ácido acético altamente concentrado y puro mediante electrorreducción...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Catálisis
• Ciclo del carbono

Sus antecedentes:

• La producción continua de productos químicos C2 concentrados mediante la reducción electroquímica de CO2 (eCO2RR) es vital para el ciclo artificial del carbono, pero sigue siendo un desafío.
• La catálisis en tándem de un solo recipiente ofrece un potencial para mejorar la eficiencia eCO2RR, pero sus mecanismos y rendimiento no se comprenden completamente.

Objetivo del estudio:

• Investigar sistemas catalíticos en tándem para la reducción electroquímica de CO2 a ácido acético.
• Identificar las combinaciones óptimas de catalizadores para una producción química de C2 eficiente y continua.

Principales métodos:

• Evaluación de varios catalizadores de CO2 a CO y de CO a acetato para la construcción de sistemas en tándem.
• Evaluación electroquímica de sistemas en tándem bajo condiciones neutras.
• Pruebas de estabilidad a largo plazo y análisis de pureza del ácido acético producido.

Principales resultados:

• Un sistema en tándem utilizando PcNi-DMTP (CO2-CO) y MAF-2 (CO-acetato) logró una eficiencia faradaica del 51,2% y una alta tasa de rendimiento de acetato de 2,72 mmol m-2 s-1.
• Se logró la producción continua de una solución de ácido acético de 20 mM con una pureza superior al 95% durante 200 horas.
• El rendimiento del catalizador es sensible a la oferta-demanda de CO, la competencia de electrones y la eficiencia del catalizador de CO a C2 bajo CO diluido.

Conclusiones:

• El sistema catalítico en tándem desarrollado hace avanzar significativamente la reducción electroquímica de CO2 a ácido acético.
• Este trabajo proporciona información crucial sobre los factores mecanicistas que rigen la catálisis en tándem de un solo recipiente para la producción química de C2.
• Los hallazgos allanan el camino para aplicaciones prácticas del ciclo artificial de carbono.