La investigación de la Universidad de Liverpool podría ayudar a los científicos a desbloquear todo el potencial de las nuevas tecnologías de energía limpia.
Encontrar formas sostenibles de reemplazar los combustibles fósiles es una prioridad clave para los investigadores de todo el mundo. El dióxido de carbono CO2 es un producto de desecho enormemente abundante que se puede convertir en subproductos ricos en energía, como el monóxido de carbono. Sin embargo, estoel proceso debe hacerse mucho más eficiente para que funcione a escala industrial global.
Los electrocatalizadores han demostrado ser prometedores como una forma potencial de lograr este 'cambio de paso' de eficiencia requerido en la reducción de CO2, pero los mecanismos por los que operan a menudo se desconocen, lo que dificulta a los investigadores diseñar nuevos de manera racional.
Nueva investigación publicada en Catálisis de la naturaleza por investigadores del Departamento de Química de la Universidad, en colaboración con el Centro de Investigación de Ciencias Computacionales de Beijing y el Laboratorio STFC Rutherford Appleton, demuestra una técnica de espectroscopía basada en láser que puede usarse para estudiar la reducción electroquímica de CO2 in situ y proporcionar muchoinformación necesaria sobre estas complejas vías químicas.
Los investigadores utilizaron una técnica llamada espectroscopía de generación de suma de frecuencia vibratoria VSFG junto con experimentos electroquímicos para explorar la química de un catalizador particular llamado Mn bpy CO 3Br, que es uno de los CO2 más prometedores e intensamente estudiadoselectrocatalizadores de reducción.
Usando VSFG, los investigadores pudieron observar intermedios clave que solo están presentes en la superficie de un electrodo durante muy poco tiempo, algo que no se ha logrado en estudios experimentales anteriores.
En Liverpool, el trabajo fue realizado por el Grupo Cowan, un equipo de investigadores que estudian y desarrollan nuevos sistemas catalíticos para la producción sostenible de combustibles.
La Dra. Gaia Neri, que era parte del equipo de Liverpool, dijo: "Un gran desafío en el estudio de electrocatalizadores in situ es tener que discriminar entre la capa única de moléculas intermedias de corta vida en la superficie del electrodo y el 'ruido' circundantemoléculas inactivas en la solución.
"Hemos demostrado que VSFG hace posible seguir el comportamiento de incluso especies de vida muy corta en el ciclo catalítico. Esto es emocionante ya que brinda a los investigadores nuevas oportunidades para comprender mejor cómo funcionan los electrocatalizadores, lo cual es un importante siguientepaso hacia la comercialización del proceso de conversación electroquímica de CO2 en tecnologías de combustible limpio ".
Luego de esta investigación, el equipo ahora está trabajando para mejorar aún más la sensibilidad de la técnica y está desarrollando un nuevo sistema de detección que permitirá una mejor relación señal / ruido.
El estudio fue financiado por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas EPSRC.
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Materiales proporcionado por Universidad de Liverpool . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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