La amenaza del calentamiento global persiste, poniendo en peligro tanto a la sociedad humana como a los sistemas ecológicos. El dióxido de carbono es el principal contribuyente a los gases de efecto invernadero responsables del cambio climático. Para combatirlo y lograr la neutralidad de carbono, investigadores han desarrollado un sistema de electrorreducción para reducir la huella de carbono. Este dispositivo convertirá eficazmente el CO2 en etileno para usos industriales.
El Universidad Politécnica de Hong Kong (PolyU) Los investigadores han creado un sistema duradero, excepcionalmente inteligente y energéticamente eficiente para la electrorreducción de dióxido de carbono (CO2). Este sistema puede transformar eficientemente el CO2 en etileno Para uso industrial, ofrece una potente solución para reducir las emisiones de CO2. Proyecto PolyU destaca como una colaboración notable, que reúne a investigadores de la Universidad de Oxford, el Centro Nacional de Investigación de Radiación Sincrotrón de Taiwán y la Universidad de Jiangsu.
Bajo la dirección del Prof. Daniel Lau, el equipo de investigación ha iniciado el enfoque electrocatalítico de reducción de CO2. El Prof. Lau es un reconocido experto en nanomateriales y jefe del Departamento de Física Aplicada. Al aprovechar la electricidad sostenible, pueden transformar eficazmente el dióxido de carbono en etileno. Esto ofrece un método significativamente más ecológico y estable para la producción de etileno. Esta tecnología está prácticamente lista para su producción en masa. Tiene el potencial de revolucionar la industria al cerrar el ciclo del carbono y lograr la neutralidad de carbono.
Trabajaremos en nuevas mejoras para optimizar la selectividad de los productos y buscaremos oportunidades de colaboración con la industria. Es evidente que este diseño de celda APMA impulsa la transición hacia la producción ecológica de etileno y otros productos químicos valiosos, y puede contribuir a la reducción de las emisiones de carbono y a la consecución del objetivo de neutralidad de carbono. Profesor Daniel Lau dijo.
El etileno (C₂H₄) es una sustancia química muy solicitada a nivel mundial, empleada principalmente en la producción de polímeros como el polietileno. Estos polímeros constituyen la base de numerosos productos plásticos y de fibra química esenciales para nuestra vida diaria. Sin embargo, dado que proviene principalmente de la petroquímica, Tiene una gran huella de carbono cuando se produce.
Sobre el proceso
El enfoque innovador del profesor Lau elimina la necesidad para electrolitos de metales alcalinos por utilizando agua pura Como anolito libre de metales, lo que previene la formación de carbonatos y la deposición de sales. El sistema APMA consta de lo siguiente:
- Una membrana de intercambio aniónico (AEM)
- Una membrana de intercambio de protones (PEM)
- Ensamblaje de membrana resultante (MA)
Se desarrolló con éxito una pila de celdas sin metales alcalinos, compuesta por APMA y un electrocatalizador de cobre, para producir etileno con un notable especificidad del 50%. Además, demostró un impresionante vida útil operativa de más de 1,000 horas con una corriente a nivel industrial de 10 A, lo que significa un avance sustancial en comparación con los sistemas existentes y permite una expansión perfecta a escala industrial.
Los investigadores desarrollaron un sistema de electrorreducción de combate altamente eficiente para reducir la huella de carbono Esto incluye un elemento crucial: el electrocatalizador especializado. El cobre es reconocido por su capacidad para catalizar diversas reacciones en la industria química. Sin embargo, el catalizador utilizado por el equipo de investigación posee varias características notables.
Las innumerables esferas de cobre a escala nanométrica poseen superficies con texturas intrincadas, compuestas por escalones, fallas de apilamiento y límites de grano. Estos defectos, a diferencia de una estructura metálica ideal, crean un entorno favorable para el desarrollo de la reacción.
Otros logros
Pruebas adicionales revelaron que la supresión de la formación de carbonatos y sales se logró eficazmente. Además, el CO₂ o los electrolitos... Ninguno de los dos se perdió Durante el proceso. Esto es importante porque en procesos anteriores, algunos electrolitos se perdían por la difusión de iones de metales alcalinos desde el anolito. Esto se debía a que utilizaban membranas bipolares en lugar de APMA. Además, se ha abordado el problema de que la producción de hidrógeno supere a la de etileno. significativamente reducidoEsto estaba afectando en gran medida a los sistemas anteriores que operaban en ambientes catódicos ácidos.
Dado que los investigadores han desarrollado un sistema de electrorreducción para reducir la huella de carbono, se espera que su producción a gran escala comience pronto. Según los investigadores, esto permitirá controlar las emisiones industriales de forma más eficaz.
Fuente: PolyU desarrolla un sistema de electrorreducción de dióxido de carbono de alta eficiencia
