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Autor/a
Cerrada Solé, Constança
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A medida que las emisiones de gas de efecto invernadero siguen aumentando, se han propuesto tecnologías de captura y uso de carbón como una forma atractiva de aliviar la acumulación de CO2 en la atmósfera y también generar un impacto positivo para el cambio climático. La reducción electroquímica de CO2 se ha postulado como una estrategia favorable para el almacenamiento de energía renovable y la electrificación de la industria química. Sin embargo, para un impacto positivo, se requiere la implementación a gran escala de esta tecnología. La mayor parte de la investigación se ha centrado en la comprensión fundamental y mecanicista de la CO2RR y en el desarrollo de materiales catalíticos altamente activos y selectivos.
El enfoque de este trabajo es abordar un desafío muy importante para escalar la tecnología y, por tanto, la limitación de transferencia de masa, que está altamente relacionada con la arquitectura del electrodo, las condiciones de operación y el diseño del reactor . Nuestra estrategia para superar el reto mencionado se ha basado en la implementación de arquitecturas de electrodos 3D para facilitar la transferencia de masa y carga en los electrodos de difusión de gas (GDE) tanto para semirreacciones (OER y CO2RR ) como para la evaluación de celdas electroquímicas completas que son los electrolizadores de CO2 en dos modos de funcionamiento: líquido y gas.
Los GDEs basados en plata (pues es muy selectiva hacia CO) fueron los seleccionados para la CO2RR, y basados en níquel para la OER. Primero se realizó un primer cribado en un reactor con una configuración de tres electrodos. Los electrodos que mejor rindieron para el desarrollo de los electrolizadores de CO2 fueron los GDEs basados en Ag con la capa de PTFE, y los basados en níquel con una red de microfibras (Ni felt). La operación en fase líquida se llevó a cabo en un electrolizador de dos compartimentos separados por una membrana bipolar (donde el CO2 fue introducido en el católito), y la operación en fase gas en un electrolizador de dos compartimentos separados por una membrana de intercambio aniónico. Los indicadores de rendimiento fueron la densidad de corriente y la eficiencia de Faraday. Las observaciones de este estudio sugieren que el electrolizador en fase gas ofrece una posible vía para futuros propósitos industriales.
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