Durante décadas, los investigadores han estado trabajando para mitigar el exceso de dióxido de carbono CO atmosférico 2 emisiones.Un enfoque prometedor captura el CO atmosférico 2 y luego, a través de CO 2 electrólisis, la convierte en productos químicos e intermedios de valor agregado, como etanol, etileno y otros productos químicos útiles. Si bien se han realizado importantes investigaciones para mejorar la tasa y la selectividad del CO 2 la electrólisis, la reducción del consumo de energía de este proceso de alta potencia, ha sido poco explorada.
adentro Letras de energía ACS , investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign informan una nueva oportunidad de usar el magnetismo para reducir la energía requerida para el CO 2 electrólisis de hasta un 60% en un electrolizador de flujo.
en un CO típico 2 electrolizador de flujo, se suministra electricidad para impulsar las reacciones en el cátodo donde el dióxido de carbono se reduce en subproductos útiles y el ánodo donde el agua se oxida, produciendo oxígeno.
La mayoría de los estudios se han centrado en hacer que la reacción de reducción en el cátodo sea más eficiente a velocidades más altas; 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 requerida paraCO 2 la electrólisis y, por lo tanto, ofrece el mayor margen de mejora.
"La respuesta nos estaba mirando directamente a la cara; por supuesto, el truco es reducir el consumo de energía en el ánodo", dijo el primer autor Saket S. Bhargava, estudiante de posgrado en ingeniería química y biomolecular en Illinois."Decidimos que si la evolución de oxígeno es el problema, ¿por qué no utilizar un campo magnético en el electrodo de evolución de oxígeno y ver qué sucede con todo el sistema?".
Utilizaron un campo magnético en el ánodo para lograr ahorros de energía que van del 7% al 64% al mejorar el transporte de masa hacia / desde el electrodo. También cambiaron el catalizador de iridio tradicional, un metal precioso, con un níquel-hierrocatalizador compuesto por abundantes elementos.
"Nuestro objetivo final es transformar el dióxido de carbono de nuevo en sustancias químicas basadas en el carbono", dijo el autor principal Paul Kenis, profesor de ingeniería química y biomolecular y jefe de departamento en Illinois. "Con este estudio, hemos demostrado cómo reducir aún más larequisitos de energía significativos para el CO 2 electrólisis, es de esperar que este proceso sea más viable para su adopción por la industria ".
The Link Foundation, 3M y Shell apoyaron esta investigación a través de becas para estudiantes. Los coautores también incluyen a los estudiantes de la Universidad de Illinois Daniel Azmoodeh, Xinyi Chen, Emiliana R. Cofell, Anne Marie Esposito, Sumit Verma y Andrew A. Gewirth,profesor de química.
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Materiales proporcionado por Facultad de Artes Liberales y Ciencias de la Universidad de Illinois . Original escrito por Claire Benjamin. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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