Mejora de la electrosíntesis H₂O₂ en corriente industrial relevante en medios ácidos en sitios de cobalto diatómico

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La síntesis electrocatalítica de peróxido de hidrógeno (H2O2) en medios ácidos ofrece una vía de producción ecológica.
• Las limitaciones actuales incluyen la falta de catalizadores selectivos y estables para densidades de corriente relevantes para la industria.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un catalizador de cobalto diatómico altamente selectivo y estable para la producción de H2O2 en medios ácidos.
• Para lograr una síntesis eficiente de H2O2 a altas densidades de corriente.

Principales métodos:

• Electrocatálisis utilizando un catalizador de cobalto diatómico.
• Estudios sobre la cinética de los electrodos.
• Prueba del dispositivo de celda de flujo.
• Espectroscopia in situ y cálculos teóricos.

Principales resultados:

• Se ha logrado una selectividad >95% para la reducción de oxígeno de dos electrones a H2O2 en sitios de cobalto diatómico.
• Realizó una tasa de producción récord de 11,72 mol gcat-1 h-1 con una estabilidad de 100 h a altas densidades de corriente (50-400 mA cm-2).
• Se ha demostrado la viabilidad del tratamiento de los residuos plásticos municipales mediante la producción descentralizada de H2O2.

Conclusiones:

• Los catalizadores diatómicos de cobalto permiten una producción eficiente y estable de H2O2 en medios ácidos.
• La coordinación óptima de los metales mejora la unión intermedia de H2O2.
• La generación descentralizada de H2O2 ofrece potencial para la valorización de los residuos plásticos.