Los científicos intensifican la electrólisis y utilizan el dióxido de carbono de forma más eficiente con imanes
"Nuestro objetivo final es volver a transformar el dióxido de carbono en productos químicos basados en el carbono"
Durante décadas, los investigadores han trabajado para mitigar el exceso de emisiones de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera. Un enfoque prometedor es capturar elCO2 atmos férico y, mediante la electrólisisdel CO2, convertirlo en productos químicos e intermedios de valor añadido, como etanol, etileno y otros productos químicos útiles. Si bien se ha investigado mucho para mejorar la velocidad y la selectividad de la electrólisis deCO2, no se ha explorado lo suficiente para reducir el consumo de energía de este proceso de alta potencia.
Saket Bhargava, estudiante de ingeniería química y biomolecular, sostiene una célula de electrólisis de flujo.
University of Illinois/Claire Benjamin
En ACS Energy Letters, investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign informan de una nueva oportunidad de utilizar el magnetismo para reducir la energía necesaria para la electrólisis deCO2 hasta en un 60% en un electrolizador de flujo.
En un electrolizador de flujo deCO2 típico, se suministra electricidad para impulsar las reacciones en el cátodo (donde el dióxido de carbono se reduce a subproductos útiles) y el ánodo (donde el agua se oxida, produciendo oxígeno).
La mayoría de los estudios se han centrado en conseguir que la reacción de reducción en el cátodo sea más eficiente y tenga un mayor rendimiento; sin embargo, este proceso requiere poca energía en comparación con la reacción de oxidación en el ánodo, que a menudo representa más del 80% de la energía necesaria para la electrólisisdel CO2 y, por tanto, ofrece el mayor margen de mejora.
"La respuesta estaba delante de nuestras narices: el truco consiste en reducir el consumo de energía en el ánodo", explica Saket S. Bhargava, primer autor y estudiante de postgrado de ingeniería química y biomolecular en Illinois. "Decidimos que si la evolución del oxígeno es el problema, por qué no utilizar un campo magnético en el electrodo que evoluciona con el oxígeno y ver qué pasa con todo el sistema".
Utilizaron un campo magnético en el ánodo para conseguir un ahorro de energía que oscilaba entre el 7% y el 64% al mejorar el transporte de masa hacia/desde el electrodo. También cambiaron el catalizador tradicional de iridio -un metal precioso- por un catalizador de níquel-hierro compuesto por elementos abundantes.
"Nuestro objetivo final es volver a transformar el dióxido de carbono en productos químicos basados en el carbono", afirmó el autor principal, Paul Kenis, profesor de ingeniería química y biomolecular y director del departamento de Illinois. "Con este estudio, hemos demostrado cómo reducir aún más los importantes requisitos energéticos de la electrólisisdel CO2, con lo que esperamos que este proceso sea más viable para su adopción por la industria".
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