Agencias, Ciudad de México.- Científicos han desarrollado un nuevo catalizador para la conversión de CO2 en productor químicos o combustibles que optimiza dispositivos ya disponibles de cobre haciéndolos más estables.
El CO2 del gas climático se puede convertir en compuestos de carbono más grandes que se pueden utilizar como productos químicos básicos para la industria o como combustibles. Los investigadores están persiguiendo la idea de convertir el CO2 electroquímicamente con la ayuda de energías renovables.
Esto no solo crearía productos útiles; también servirían de almacenamiento para las energías renovables. El cobre ya ha surgido como un catalizador prometedor en estudios anteriores, pero debe estar en forma de ión parcialmente cargado positivamente, y ese es precisamente el problema.
En condiciones de reacción convencionales, el cobre se convierte rápidamente de su forma cargada positivamente al estado neutro, lo que es desfavorable para la formación de productos con más de dos átomos de carbono y, por tanto, desactiva el catalizador.
Por lo tanto, el equipo de las universidades alemanas de Bochum y Duisburg-Essen modificó un catalizador de cobre con boro. Los investigadores probaron diferentes relaciones cobre-boro y determinaron la composición óptima para favorecer la formación de compuestos con más de dos átomos de carbono. También demostraron que el catalizador de boro-cobre puede funcionar a las densidades de corriente que serían necesarias a escala industrial.
Implementaron el sistema en forma de electrodo de difusión de gas en el que un catalizador sólido cataliza la reacción electroquímica entre las fases líquida y gaseosa. Es importante que se disuelva suficiente CO2 en la región límite entre las fases gaseosa y líquida. Los científicos lograron hacer esto mediante el uso de un aglutinante especial.
Otro desafío es mantener el sistema estable durante un largo período de tiempo. Por ejemplo, debe evitarse la corrosión de los electrodos. Con este fin, los químicos integraron en el sistema un llamado ánodo sacrificatorio hecho de zinc. Dado que el zinc es un metal menos noble que el cobre, este se corroe primero, mientras que el cobre se conserva.
“La combinación de un material catalizador activo y selectivo en un electrodo de difusión de gas y la adición del zinc estabilizador es un paso importante hacia el uso de CO2 para la síntesis de productos químicos básicos”, resume Wolfgang Schuhmann, profesor del Centro de Electroquímica de Bochum.
El estudio se publica en la revista Angewandte Chemie.
Our team reports a stable copper catalyst GDE for CO2 electroreduction with a faradic efficiency of 78% for C2 products at high current densities. Such excellent work from Dr Yanfang @JoaoRJunq @NiveditaSikdar1 @Thomasqst91 and the entire CO2 team.https://t.co/sLusvUGz7H
— ELAN_RUB (@SchuhmannLab) March 27, 2021
