La reducción electroquímica del dióxido de carbono (CO₂R) es un enfoque estratégico destinado a completar el ciclo del carbono para la producción química. Tradicionalmente, este campo se ha centrado predominantemente en realizar electrólisis en CO₂ bajo presión atmosférica estándar. Sin embargo, en aplicaciones industriales, CO₂ Por lo general, se presuriza durante su captura, transporte y almacenamiento, y a menudo existe en estado disuelto.

Se ha revelado un descubrimiento importante: someter CO acuoso₂ a una presión de 50 bar altera el CO₂Vías R, favoreciendo la formación de formiato. Este fenómeno se observa consistentemente en todos los detectores de CO de uso común.₂Catalizadores R. Mediante el desarrollo de técnicas efectivas para operar bajo altas presiones, incluido un enfoque de espectroscopía Raman mensurable durante la reacción en curso, se ha establecido una conexión entre la mayor preferencia por el formiato y la mayor cobertura de CO.₂ en la superficie del cátodo. Esta colaboración entre modelos teóricos y datos experimentales respalda firmemente este mecanismo y ha llevado a mejorar la superficie del cátodo de un electrodo de cobre con una capa resistente a los protones. Esta innovación amplifica el impacto selectivo causado por la presión. Además, la investigación ha revelado el potencial de transformar el CO de alta presión en fase gaseosa.₂ en etileno (C₂H₄) a través de CO₂R. Se realizaron cálculos de la teoría funcional de la densidad para identificar una variedad de aleaciones de cobre que promueven la dimerización C-C bajo alta presión, lo que representa el paso limitante de la velocidad para C₂H₄ producción. Las predicciones teóricas se validaron mediante una combinación de mediciones electroquímicas y observaciones de operando, guiando el diseño de un catalizador a base de cobre para la conversión eficiente y activa de CO.₂ a C₂H₄.

Una sesión interactiva de preguntas y respuestas sigue a la presentación.

Xu-lu es profesor asistente de Ingeniería Mecánica en la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST). Está afiliado al Centro de Investigación de Combustión Limpia (CCRC) y al Centro Solar KAUST (KSC). El laboratorio de almacenamiento y conversión de energía con bajas emisiones de carbono (LECS) de Lu se centra en la conversión electroquímica de CO a alta presión.₂ conversión. Hasta ahora, el Laboratorio LECS ha generado dos patentes provisionales de EE. UU. y artículos de investigación en Nature Communications (dos), Angewandte Chemie, Revista de Ingeniería Química, Joule, y otros. El laboratorio LECS también está desarrollando vitrinas de vanguardia a escala piloto con socios industriales como ACWA Power y Aramco. Obtuvo su licenciatura y doctorado en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Hong Kong en 2012 y 2017, respectivamente. Se formó como becario postdoctoral en el Departamento de Química de la Universidad de Yale. Lu se unió a KAUST en marzo de 2021.

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/electrochemical-conversion-of-high-pressure-carbon-dioxide/