Captura integrada de dióxido de carbono por aminas y conversión en metano en catalizadores de níquel monoatómico

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Catálisis
• Captura y utilización del carbono

Sus antecedentes:

• La reducción electroquímica directa de las especies de captura de CO2 evita el desprendimiento intensivo en energía.
• Los catalizadores dispersos atómicamente ofrecen una reactividad única para la conversión de CO2.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar e investigar catalizadores de níquel dispersos atómicamente para la conversión electroquímica directa de las especies de captura de CO2 en metano.
• Aclarar el papel del carbamato frente al bicarbonato en el proceso de conversión.

Principales métodos:

• Reducción electroquímica
• Espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS)
• Microscopía electrónica (EM)
• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN)
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT)

Principales resultados:

• Los catalizadores de níquel dispersos atómicamente convierten eficientemente las especies de carbamato en metano (CH4).
• El carbamato fue identificado como la especie principal responsable de la producción de CH4, no el bicarbonato o el CO2 disuelto.
• Los cálculos de DFT confirmaron la actividad del níquel monoatómico para la reducción del carbamato.

Conclusiones:

• Este estudio presenta el primer ejemplo de conversión electroquímica directa del carbamato en CH4.
• Los resultados proporcionan nuevos conocimientos sobre los procesos integrados de captura y conversión de CO2.
• Los catalizadores de níquel dispersos atómicamente son prometedores para la valorización eficiente del CO2 en hidrocarburos.