Captura eficiente y electrorreducción de CO2 diluido en una solución acuosa de ácido fórmico altamente pura y...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La electrorreducción actual de CO2 (CO2RR) utiliza CO2 de alta pureza, lo que conlleva altos costos de separación del producto.
• Las corrientes diluidas de CO2, similares a los gases de combustión, son materias primas difíciles debido a impurezas como O2 y N2.
• Los catalizadores existentes a menudo luchan con el rendimiento y la pureza del producto en mezclas de gases realistas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un catalizador para la electrorreducción eficiente de CO2 utilizando materias primas diluidas de CO2.
• Investigar un marco metálico-orgánico de conducción microporo (Bi-HHTP) para la captura y conversión de CO2.
• Para lograr una producción de ácido fórmico de alta pureza con costes de separación reducidos.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización del marco metalorgánico Bi-HHTP.
• Pruebas electroquímicas de Bi-HHTP para la electrorreducción de CO2 en atmósferas diluidas de CO2 (15% de CO2).
• Evaluación del rendimiento en un ensamblaje de electrodos de membrana (MEA) en condiciones de humedad con presencia de O2 y N2.
• Análisis de la pureza y la estabilidad a largo plazo del producto.

Principales resultados:

• Bi-HHTP captura eficientemente el CO2 de las corrientes diluidas bajo una alta humedad.
• Se consigue una alta densidad de corriente (80 mA cm-2) y una eficiencia Faradaic (90%) para la producción de ácido fórmico a baja tensión de celda (2,6 V).
• Mantiene un rendimiento excepcional en presencia de O2 y N2, superando el rendimiento de los catalizadores anteriores.
• Se produce una solución de ácido fórmico puro de 200 mM de forma continua durante más de 30 horas en un electrolizador de MEA.

Conclusiones:

• El Bi-HHTP es un catalizador muy eficaz para la electrorreducción del CO2 diluido a ácido fórmico de alta pureza.
• La estructura microporosa del catalizador y los sitios abiertos de Bi contribuyen a su rendimiento mejorado.
• Este trabajo presenta un enfoque rentable para la utilización de CO2 y la producción de ácido fórmico para aplicaciones de celdas de combustible.