Los investigadores están un paso más cerca: revisión de Eurasia

Los investigadores están un paso más cerca: revisión de Eurasia

Un equipo de investigación internacional de DTU ha ampliado la vida útil de los electrolizadores que convierten CO2 de medio día a 100 horas. Esta es una buena noticia para las empresas de procesos. Los hallazgos fueron publicados recientemente en Nature Catalysis.

Demasiado CO2 Uno de los mayores culpables del calentamiento global en el medio ambiente. Pero imagina si pudiéramos reemplazar al CO arrestado2 En costosos productos químicos ecológicos, y podemos hacerlo. El cambio es posible a través del CO2 Electrólisis, pero el proceso es complicado y costoso.

Los investigadores están ahora un paso más cerca de desarrollar una tecnología que pueda reemplazar el CO capturado2 Útil en productos químicos ecológicos como el etileno y el etanol, que pueden utilizarse en la producción de plásticos.

La mayoría de los plásticos que utilizamos hoy en día se producen a partir de sustancias químicas de origen fósil, que son responsables de alrededor del 5% de nuestras emisiones globales de CO.2emisión CO2 La electrólisis ofrece una alternativa ecológica a los productos químicos de origen fósil mientras utiliza CO capturado2 como recurso. Esto significa que la tecnología tiene un gran potencial para desempeñar un papel en la transición verde de la sociedad.

«Hemos descubierto por qué y en qué parte del proceso químico de electrólisis de CO/CO2 El dispositivo de electrólisis está dañado. Nuestros resultados proporcionan directrices claras para los investigadores y la industria sobre cómo mejorar la estabilidad de los dispositivos para CO/CO.2 electrólisis, lo que fortalecerá la comercialización de la tecnología», afirma Brian Seger, profesor de la DTU.

Los resultados se publicaron recientemente en la revista internacional Nature Catalysis con el título «Identificar y aliviar los desafíos de durabilidad en el ensamblaje de electrodos de membrana para la electrólisis de CO de alta velocidad».

CO usando electrólisis2

Para comprender la importancia de los resultados, primero debemos comprender los principios de la electrólisis. La electrólisis le permite separar materiales en sus elementos básicos o crear nuevos compuestos químicos. Es un proceso químico conocido que ocurre al agregar una corriente eléctrica a un electrolito, que es una solución o compuesto fundido que conduce la electricidad.

Aquí, los iones positivos del electrolito serán atraídos hacia el cátodo, mientras que los iones negativos del electrolito serán atraídos hacia el ánodo. En la electrólisis de, por ejemplo, agua (H2O), el oxígeno del ánodo (O.) en el recipiente de electrólisis lleno de agua.2), mientras que el hidrógeno catódico (H2), descomponiendo el agua en sus partes constituyentes.

El primer producto intermedio es CO2 La electrólisis es CO (monóxido de carbono). A esto le sigue la electrólisis de CO, que puede producir los valiosos químicos etanol (alcohol, que puede usarse como combustible) y etileno (hidrocarburo, que puede usarse para fabricar el material plástico polietileno).

La durabilidad aumentó de medio día a 100 horas.

CO2 La electrólisis es un proceso complejo de varios pasos y muchos factores pueden afectar la eficacia del proceso. Un desafío particular es la rotura del ánodo en la solución electrolítica, lo que provoca que el dispositivo falle después de aproximadamente medio día de uso. Esto hace que el proceso sea muy costoso y difícil de ampliar para uso industrial.

Pero dado que es precisamente la estabilidad del ánodo lo que los investigadores han aumentado, puede haber buenas noticias para las empresas de CO.2 electrólisis.

Los investigadores han demostrado que una de las principales causas de la degradación del ánodo es la producción de acetato en el cátodo, donde el ambiente es alcalino. Por lo tanto, se forma ácido acético en el ánodo, lo que reduce el pH. Si el material del ánodo ya no puede soportar el bajo pH de la solución de electrólisis, se deteriorará y el dispositivo de electrólisis fallará después de aproximadamente 12 horas de uso.

Al eliminar el acetato y mantener así el pH de la solución electrolítica, los investigadores han descubierto que la durabilidad del ánodo puede extenderse de medio día a más de 100 horas. Si bien los investigadores lograron esto cambiando manualmente la solución de electrólisis cada 12 horas cuando el pH bajó demasiado, un simple filtro puede resolverlo cuando se comercialice.

“Nuestras directrices indican a los investigadores y a la industria que deben controlar el valor del pH en el lado del analito para mantener un pH que no degrade el ánodo. Este es un punto simple pero importante para las empresas que ya están comenzando a comercializar la tecnología”, dice el profesor Brian Seger de DTU.

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