|
Autor/a
Cerrada Solé, Constança
|
A mesura que les emissions de gas d’efecte hivernacle segueixen augmentant, s’han proposat tecnologies de captura y us de carbó com una forma atractiva d’alleujar l’acumulació de CO2 a l’atmosfera i també generar un impacte positiu per el canvi climàtic. La reducció electroquímica de CO2 s’ha postulat com una estratègia favorable per l’emmagatzematge d’energia renovable i l’electrificació de la industria química. No obstant, per a un impacte positiu, es requereix la implementació a gran escala d’aquesta tecnologia. La major part de la investigació s’ha centrat en la comprensió fonamental i mecanicista de la CO2RR i en el desenvolupament de materials catalítics altament actius i selectius.
L’enfocament d’aquest treball és abordar un desafiament molt important per escalar la tecnologia i, per tant, la limitació de transferència de massa, que està altament relacionada amb l’arquitectura del elèctrode, les condicions d’operació i el disseny del reactor. La nostra estratègia per a superar el repte mencionat s’ha basat en la implementació d’arquitectures d’elèctrodes 3D per a facilitar la transferència de massa i càrrega en els elèctrodes de difusió de gas (GDE) tant per a semireaccions (OER i CO2RR) com per a l’avaluació de cel·les electroquímiques completes que són els electrolitzadors de CO2 en dos modes de funcionament: líquid i gas.
Els GDEs basats en plata (ja que és molt selectiva cap a CO) van ser els seleccionats per a la CO2RR, i basats en níquel per a la OER. Primer es va realitzar un primer cribratge en un reactor amb una configuració de tres elèctrodes. Els elèctrodes que van rendir millor per al desenvolupament dels electrolitzadors de CO2 van ser els GDEs basats en Ag amb la capa de PTFE, i els basats en níquel amb una xarxa de microfibres (Ni felt). L’operació en fase líquida es va dur a terme en un electrolitzador de dos compartiments separats per una membrana bipolar (on el CO2 va ser introduït en el catòlit), i l’operació en fase gas en un electrolitzador de dos compartiments separats per una membrana d’intercanvi aniònic. Els indicadors de rendiment van ser la densitat de corrent i l’eficiència de Faraday. Les observacions d’aquest estudi suggereixen que l’electrolitzador en fase gas ofereix una possible via per a futurs propòsits industrials.
|
|
