Bases mecánicas de la conductividad en electrolitos expandidos con dióxido de carbono: un estudio...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• La conductividad del electrolito es vital para la eficiencia de la conversión electroquímica de CO2.
• El impacto del CO2 disuelto en la conductividad de los electrolitos sigue siendo poco estudiado.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto de las altas concentraciones de CO2 en la conductividad de los electrolitos.
• Comprender los mecanismos que rigen la conductividad en los electrolitos expandidos con CO2 (CXE).

Principales métodos:

• Estudio experimental y teórico conjunto utilizando electrolitos a base de acetonitrilo.
• Presurización de CO2 para obtener altas concentraciones de CO2 disuelto (hasta 12 M).
• Voltametría cíclica, mediciones de conductividad del reactor de Jones y simulaciones de dinámica molecular.

Principales resultados:

• Las altas concentraciones de CO2 disuelto no impiden la cinética de transferencia de electrones de la esfera externa.
• La conductividad de la solución muestra una dependencia no monótona de la presión de CO2, estabilizándose hasta 4 M de CO2.
• El aumento de la movilidad iónica compensa la disminución de la resistencia iónica a concentraciones más bajas de CO2, manteniendo la conductividad.

Conclusiones:

• El CO2 disuelto puede aprovecharse para mejorar las tasas de transporte de masa en electrolitos.
• Es posible lograr una alta disponibilidad de CO2 en las superficies de los electrodos sin comprometer la conductividad.
• Los resultados proporcionan información fundamental para el diseño de sistemas avanzados de conversión de CO2.