Investigadores del Instituto de Ingeniería Química de la Universidad Federal de los Urales y del Instituto de Electroquímica de Alta Temperatura (Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia han desarrollado nuevas celdas electroquímicas para la electrólisis de agua en presencia de dióxido de carbono. Los hallazgos se publicaron en los Revista de Química de Materiales A .

"Una novedosa celda de electrólisis de óxido sólido basada en altas prestaciones y CO ₂ -materiales tolerantes, se fabricó y probó con éxito un electrolito conductor de protones y un electrodo de oxígeno, "dice el artículo." Se observaron características inusuales que condujeron a una mejora mejorada para esta celda cuando la atmósfera reductora se enriqueció con CO ₂ . "

Los autores también propusieron un posible mecanismo por el cual se puede explicar este comportamiento. Los resultados del estudio muestran que las células funcionan mejor en condiciones "duras", con una mayor concentración de CO ₂ .

Si la electrólisis ocurre en presencia de dióxido de carbono, algunos de los electrones se utilizan para la recuperación de la sustancia. Entonces el resultado de la electrólisis es el llamado gas de síntesis, una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono. El gas de síntesis es algo así como un combustible semiacabado. Puede, por ejemplo, convertirse en hidrocarburos líquidos. La obtención de gas de síntesis mediante electrólisis de agua es un proceso prometedor que permite eliminar el dióxido de carbono y producir combustible. Los científicos ahora están desarrollando células similares que podrían funcionar con energía solar, haciendo que el proceso sea dos veces más respetuoso con el medio ambiente.

El propósito del estudio realizado por los químicos de UrFU y UB RAS fue elegir el mejor electrolito sólido para las células. Este material debe proporcionar una buena conductividad de protones y ser estable en una atmósfera de CO ₂ a una temperatura de 700 ° C. Como resultado del estudio, los autores obtuvieron un material con mayor conductividad proporcionada por el hecho de que se "pegaron" menos protones en los límites de los granos (cristales individuales en el material policristalino), haciendo así que las células finales funcionen mejor. La estabilidad también fue alta:en 10 horas de funcionamiento, las células perdieron tan solo un 0,7 por ciento de eficiencia. Sin embargo, para uso industrial, este parámetro aún no se ha mejorado.

Es más, las células demostraron un rendimiento aún mejor en las condiciones "más duras", cuando la atmósfera se enriqueció aún más con dióxido de carbono. El exceso de CO ₂ inhibió algunos procesos no deseados, que resultó en una óptima resistencia y densidad de corriente, es decir, mejor eficiencia celular.