Esquema ampliado del electrodo de Cu-KOH. Crédito:Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST)
Estudios sobre CO electroquímico 2 sistemas de conversión que se pueden utilizar para obtener productos químicos útiles a través de procesos petroquímicos convencionales mientras se elimina el CO 2 , sin contaminar el medio ambiente, son esenciales para crear una sociedad neutra en carbono. Si bien se ha logrado un progreso significativo a través de una serie de estudios relevantes, hasta ahora solo han tenido un tamaño de escala de laboratorio. De hecho, todavía hay muchos obstáculos para la aplicación industrial, tales como la ampliación y el desarrollo de catalizadores y electrodos adecuados.
El Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST), anunció que un equipo de investigación del Clean Energy Research Center, dirigido por el Dr. Hyung-Suk Oh, Dr. Yoon-Jung Hwang, y el Dr. Woong-Hui Lee, ha desarrollado un nanocatalizador de cobre con forma de erizo de mar para un CO electroquímico de alta eficiencia 2 sistema de conversión que produce etileno y etanol, así como un sistema relacionado para la producción en masa del catalizador.
El catalizador en forma de erizo desarrollado por el equipo de investigación de KIST es capaz de producir grandes cantidades de etileno, una sustancia a base de petróleo que se utiliza para fabricar diversos productos cotidianos, incluidos los plásticos, caucho sintético, y materiales de construcción. El catalizador presenta una serie de agujas de forma irregular y es similar en apariencia a un erizo de mar. Este diseño único permite una mayor actividad catalítica por medio de las puntas de las agujas afiladas. El uso de este catalizador confiere una mayor producción selectiva de etileno a un voltaje más bajo que los catalizadores de cobre convencionales. mejorando el rendimiento de etileno en más del 50%. Es más, el establecimiento de un sistema de producción en masa mediante el apilamiento de múltiples capas de CO 2 las células de conversión confirman el potencial de comercialización del catalizador.
Ilustración esquemática de una pila de tres celdas con una configuración de espacio cero. El CO2 humidificado (99,999%) a 80ºC y una solución de KOH 1 M fluyó en paralelo al cátodo y al ánodo, respectivamente. Crédito:Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST)
El equipo de investigación realizó varios análisis en tiempo real (in situ / operando) para observar las propiedades químicas del catalizador durante las reacciones. Sus resultados confirmaron que la eficiencia de conversión de dióxido de carbono aumentó como resultado del mayor contenido de hidróxido de cobre y óxido de cobre debido a las sustancias alcalinas que se habían agregado al catalizador del equipo. Según sus hallazgos, Se identificó que aumentar la proporción de hidróxido de cobre y óxido de cobre durante las reacciones es clave para aumentar la eficiencia de la producción de etileno. que presentó la dirección para diseñar el catalizador en estudios futuros.
El Dr. Hyung-Suk Oh de KIST dijo:"Este estudio nos ha permitido mejorar significativamente el rendimiento y la escala del CO electroquímico 2 sistemas de conversión mediante el desarrollo de un nanocatalizador de cobre con forma de erizo de mar con sustancias alcalinas añadidas para aplicaciones de conversión de grandes superficies, que también presentó la dirección para la investigación y el desarrollo futuros ". También mencionó que" se espera que los hallazgos de este estudio contribuyan sustancialmente a la comercialización de un sistema electroquímico de conversión de dióxido de carbono ".
