Reducción Electrocatalítica de CO2 Sobre Nanoparticulas de Co/Ni

BRUNO M.; ZAPATA J.F.; VIVA F. A.; MONTIEL G.

Buenos Aires

Congreso; XIX Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2019

Centro Atómico Constituyentes

Actualmente uno de los enfoques más atractivos para la generación de energía es la conversión electroquímica del dióxido de carbono (CO2) en diferentes compuestos para ser utilizados como combustibles y materias primas [1]. Se han dedicado grandes esfuerzos al desarrollo de catalizadores homogéneos y heterogéneos para este propósito. Los desafíos pendientes permanecen en el diseño de catalizadores con selectividad por la reducción de CO2 en agua con la mínima generación de H2, estabilidad a largo plazo, eficiencia catalítica a bajo sobrepotencial y composiciones de materiales abundantes en la tierra [2]. Entre ellos, el cobre es un catalizador interesante, ya que, produce productos de hidrocarburos, principalmente metano, etileno y etanol, con eficiencias económicamente útiles [3]. También se ha encontrado que los óxidos y porfirinas de cobalto promueve catalíticamente una electroreducción selectiva de CO2 a CO con una eficiencia farádica del 75% [4]. En este trabajo, reportamos el uso de nanoparticulas de Co/Ni soportados sobre nanotubos de carbono, como catalizadores para la reducción del CO2 en electrolitos acuosos. Las pruebas electroquímicas se realizaron por voltametría cíclica empleando una celda convencional de tres electrodos acoplada a un espectroscopio electroquímico diferencial de masas (DEMS) y bicarbonato de potasio (KHCO3) como electrolito saturado con N2 o CO2. El análisis de las curvas I vs V muestran un aumento de corriente con un valor igual a -25 µA a potenciales cercanos a ?1.2 V cuando se tiene alta concentración de CO2 en la solución, lo que indica la existencia de procesos de reducción adicionales que no se presentan en una solución rica en N2, cuya corriente es de -1 µA a -1.2 V, aumentando a -3 µA por encima de -1.4 V correspondiente a la generación de H2, siendo un indicativo de la capacidad de este tipo de catalizadores para reducir electroquímicamente el CO2.Referencias:[1] Viva, F. A., Advanced Chemistry Letters, 1(3), 2013. [2] Peidong Yang, J. Am. Chem. Soc., 137 (2015), 14129?14135.[3] Kortlever, R ; Shen, J ; Klaas Jan , P ; Calle-Vallejo, F ; Koper, M. T. ; J. Phys. Chem. Lett., vol 6 (2015), 4073?4082.[4] Ayumu Ogawa, Koji Oohora, Wenting Gua and Takashi Hayashi, Chem. Commun., 55 (2019), 493.