Electrolisis de CO duradero con velocidades de reacción a nivel de amperes utilizando catalizadores de iridio dopados...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La electrólisis CO2/CO es una vía prometedora para la síntesis de combustibles y productos químicos multicarbónicos.
• Los sistemas actuales sufren de bajas eficiencias energéticas y de carbono a altas velocidades de reacción.
• La disolución del ánodo y el envenenamiento del cátodo limitan el rendimiento del sistema.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un catalizador de ánodo estable para la electrólisis de CO2/CO.
• Para mitigar la degradación del rendimiento causada por la disolución del ánodo y el cruce de productos.
• Mejorar la eficiencia energética y de carbono en la electrosíntesis.

Principales métodos:

• Sintetizó un nuevo material de ánodo: níquel de baja valencia disperso en un anfitrión de óxido de iridio.
• Se utilizó la espectroscopia de fotoemisión de rayos X suave in situ para caracterizar los sitios activos.
• Incorporó el catalizador en un conjunto de electrodos de membrana para la electrorreducción de CO.

Principales resultados:

• El ánodo Ni-in-IrOx demostró una alta actividad y estabilidad para la evolución del oxígeno.
• El catalizador permaneció inactivo hacia la oxidación del producto líquido desde el cátodo.
• Se logró un 32% de eficiencia energética de la celda completa y un 73% de eficiencia de carbono a 1000 mA/cm2.
• Funcionamiento estable sostenido durante más de 1000 horas.

Conclusiones:

• El ánodo Ni-in-IrOx desarrollado suprime eficazmente las vías de degradación en la electrólisis de CO2/CO.
• Este diseño del catalizador permite una producción eficiente y estable de productos multicarbónicos.
• La estrategia ofrece una vía hacia una electrosíntesis viable industrialmente.