Supersolubilidad inesperada de CO2 medida en las interfaces electrodo-electrolito

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Química Física

Sus antecedentes:

• Las mejoras en la solubilidad de los gases (sobre-solubilidad) tienen un impacto en la separación y catálisis de los gases en sistemas confinados.
• La sobresolubilidad se entiende mal en la captura y reducción electroquímica de CO2.
• Los estudios anteriores se centraron en la mesoporosidad y la saturación incompleta del disolvente.

Objetivo del estudio:

• Investigar la sobresolubilidad en la captura electroquímica de CO2 utilizando carbones activados microporosos.
• Cuantificar el efecto de sobresolubilidad del CO2 en sistemas microporosos saturados de disolventes.
• Elucidar los mecanismos subyacentes de la sobresolubilidad del CO2 en ambientes confinados.

Principales métodos:

• Se utilizan carbones activados microporosos saturados con 1 M Na2SO4 (aq).
• Se utilizó la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) de estado sólido 13C para la cuantificación.
• Realizó un modelado atómico con un enfoque basado en el aprendizaje automático.

Principales resultados:

• Se informó de una sobre-solubilidad sin precedentes de 30 veces de CO2 en carbones activados microporosos.
• Se observó una mayor sobresolubilidad en poros de menor tamaño, independientemente de los grupos funcionales de carbono o el trastorno.
• RMN diferenciado entre las especies de CO2 y bicarbonato en y fuera de los poros.
• El modelado atómico indicó un mecanismo similar a la adsorción impulsado por las interacciones de la pared de los poros de CO2.

Conclusiones:

• Se ha demostrado una sobresolubilidad significativa de CO2 en electrodos de carbono microporosos y saturados de disolvente.
• Se destacó la importancia de la sobresolubilidad para la absorción de gases en los sistemas electroquímicos.
• Proporcionó información relevante para mejorar las tecnologías electroquímicas de captura y conversión de CO2.