Reducción electroquímica selectiva de CO2 ácido a metano utilizando electrodos a base de cobre funcionalizados con...

Área de la Ciencia:

• Electroquímica
• Catálisis
• Ciencia de Materiales

Sus antecedentes:

• La electróreducción de CO2 ácida (CO2R) es atractiva para limitar la precipitación de sales.
• Normalmente se necesitan altas concentraciones de electrolito a base de K para suprimir la evolución de hidrógeno (HER) y favorecer los productos C2.
• El desarrollo de catalizadores eficientes para la CO2R ácida sigue siendo un desafío.

Objetivo del estudio:

• Investigar el uso de éteres corona para inmovilizar cationes alcalinos en catalizadores de Cu.
• Mejorar la selectividad hacia la formación de metano (CH4) en la CO2R ácida.
• Reducir la concentración de electrolito mientras se suprime la HER.

Principales métodos:

• Experimentos de reducción electroquímica de CO2 utilizando catalizadores de Cu modificados con varios éteres corona.
• Estudio sistemático de los efectos de la estructura del éter corona y el tipo de catión en la selectividad de la CO2R.
• Análisis de la eficiencia de Faraday (FE) para la formación de metano y la evolución de hidrógeno.

Principales resultados:

• La modificación con éteres corona inmovilizó con éxito cationes alcalinos, reduciendo los requisitos de concentración de electrolito.
• Se suprimió la HER y el selectividad se desplazó hacia la formación de CH4.
• Se logró una FECH4 máxima del 55 % a -150 mA.cm-2 utilizando 4'-amino-benzo-15-corona-5-Na+.

Conclusiones:

• La inmovilización de cationes mediada por éteres corona es una estrategia eficaz para mejorar la CO2R ácida.
• Este enfoque ofrece una vía prometedora para la producción eficiente y selectiva de metano a través de la electróreducción de CO2.
• Los hallazgos proporcionan información sobre el diseño de catalizadores para la conversión de CO2 dirigida.