Estabilización de especies bioactivas mediante la construcción de una interfaz Bi-O-Ce para mejorar la...

Área de la Ciencia:

• Electroquímica
• Ciencia de Materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La reducción electrocatalítica de dióxido de carbono (CO2) a formiato es vital para el reciclaje sostenible de recursos de carbono.
• Los catalizadores a base de bismuto ofrecen una alta selectividad de formiato, pero sufren de inestabilidad a altas densidades de corriente debido a la agregación de especies activas.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y sintetizar un electrocatalizador estable y altamente selectivo a base de bismuto para la reducción de CO2 a formiato.
• Investigar el papel de una interfaz compuesta en la mejora de la estabilidad y el rendimiento del catalizador.

Principales métodos:

• Incorporación de dióxido de cerio (CeO2) en oxicarbonato de bismuto (BOC) para formar un catalizador compuesto CeO2@BOC.
• Caracterización electroquímica en configuraciones de celda H y celda de flujo.
• Caracterización de materiales para analizar la estructura del catalizador y las especies activas.

Principales resultados:

• El catalizador CeO2@BOC alcanzó una eficiencia de Faraday de formiato (FEformato) del 95,7 % a -0,9 V vs. RHE.
• En una celda de flujo, el catalizador mantuvo una densidad de corriente de 225 mA cm-2 durante más de 120 horas con FEformato > 90 %.
• El rendimiento mejorado se atribuye a la estabilización de las especies activas de bismuto por la novedosa interfaz compuesta de Bi-O-Ce.

Conclusiones:

• El catalizador CeO2@BOC diseñado exhibe una excelente estabilidad y alta selectividad para la electroreducción de CO2 a formiato.
• La interfaz Bi-O-Ce juega un papel crítico en la prevención de la agregación de especies activas y la mejora del rendimiento catalítico.
• Esta estrategia proporciona información valiosa para el desarrollo de electrocatalizadores avanzados para la conversión de CO2.