Óxido de estaño modulado con galio para la producción continua de ácido fórmico mediante electrorreducción ácida...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La reducción ácida de CO2 se enfrenta a desafíos con la corrosión del catalizador y la evolución de H2.
• El mantenimiento de la estabilidad del estado de oxidación de Sn^δ+ es crucial para los electrocatalizadores duraderos.

Objetivo del estudio:

• Investigar el SnO modulado en Ga como catalizador estable y eficiente para la reducción del CO2 ácido.
• Para lograr una alta selectividad hacia la producción de HCOOH con durabilidad a largo plazo.

Principales métodos:

• Caracterización electroquímica bajo condiciones ácidas (pH 1,7).
• Prueba de estabilidad a largo plazo (> 4000 horas) en un electrolizador de 10 cm2.
• Estudios mecanicistas para comprender el papel de Ga en la estabilización del catalizador.

Principales resultados:

• El SnO modulado con Ga exhibió un estado de oxidación estable de Sn durante más de 4000 horas.
• Logró una densidad de corriente parcial de 440 mA cm-2 a -1,63 V RHE con una eficiencia de conversión de paso único (SPCE) del 91,9%.
• Se ha demostrado una eficiencia Faradaic >82% para el HCOOH y >50% para el SPCE en un electrolizador ampliado.

Conclusiones:

• El efecto de anclaje de oxígeno en celosía de Ga estabiliza el marco SnO_x y protege los sitios Sn^δ+.
• La estructura robusta del catalizador y los sitios activos modulados mejoran la actividad de reducción de CO2.
• El sistema catalítico desarrollado muestra un potencial significativo para la producción industrial de HCOOH a través de la electrorreducción de CO2.