Innovadora célula electroquímica convierte CO2 en formiato
Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han desarrollado una innovadora célula electroquímica que convierte de manera eficiente el dióxido de carbono (CO2) capturado en formiato, un combustible verde. Este nuevo sistema, cuyos resultados se publicaron en la revista EES Catalysis, tiene el potencial de abordar uno de los desafíos más críticos de la captura de carbono: encontrar usos prácticos para el CO2 capturado mientras se asegura la eficiencia energética.
“La captura y utilización de carbono para convertir el CO2 atmosférico en productos químicos y combustibles útiles es esencial para lograr un futuro con emisiones neutras o negativas de carbono”, escribieron los investigadores en el estudio. Sin embargo, la cuestión de qué hacer con el CO2 capturado ha sido un desafío persistente. Típicamente, el CO2 capturado se almacena bajo tierra, pero los científicos están trabajando en formas de convertirlo en algo más útil. Un enfoque prometedor es transformar el CO2 en combustibles ecológicos, como el formiato, que puede ser utilizado en pilas de combustible para generar energía de manera similar al hidrógeno.
Ventajas del formiato como combustible sostenible
Los formiatos ya se producen en grandes cantidades para su uso como descongelantes de carreteras y aceras, y son seguros, no combustibles y fáciles de manejar y almacenar, lo que les otorga ventajas significativas sobre otros candidatos a combustibles sostenibles como el hidrógeno y el metanol. Pueden conservarse en tanques de acero comunes y mantener su estabilidad durante meses o incluso años, haciéndolos altamente duraderos y prácticos para un uso a largo plazo. Los usos podrían variar desde unidades de generación de energía de tamaño doméstico hasta escalas industriales, según investigadores del MIT y la Universidad de Harvard que han trabajado anteriormente en el proceso.
Avances en la producción de formiato
Los métodos actuales para convertir CO2 en formiato suelen requerir gas CO2 puro y presurizado. Sin embargo, este proceso es muy intensivo en energía e ineficiente, lo que lo hace poco práctico para un uso industrial generalizado. Una solución más prometedora es el uso de captura de carbono reactiva (RCC), que implica disolver el CO2 en soluciones alcalinas, como bicarbonato, y convertirlo directamente en iones de formiato. El desafío ha sido crear una célula electroquímica que pueda producir selectivamente iones de formiato sin desencadenar reacciones secundarias indeseables, como la producción de hidrógeno.
Eficiencia y durabilidad de la nueva célula electroquímica
El descubrimiento representa un nuevo avance en la resolución de este problema. La célula electroquímica del equipo cuenta con una membrana porosa hecha de éster de celulosa que separa los electrodos de la membrana electrolítica polimérica. Este diseño mejora la capacidad de la célula para convertir selectivamente iones de bicarbonato en iones de formiato. El proceso implica que los iones de hidrógeno pasen a través de la membrana electrolítica y reaccionen con los iones de bicarbonato en la capa porosa para producir CO2, que luego se convierte de manera eficiente en iones de formiato. La célula del equipo demostró una eficiencia faradaica del 85 por ciento, lo que significa que el 85 por ciento de los electrones utilizados en el proceso se convirtieron con éxito en formiato en lugar de otros subproductos, lo que representa una mejora respecto a los diseños existentes.
La célula también fue más duradera que otras técnicas, funcionando de manera eficiente durante más de 30 horas y logrando una conversión casi total de bicarbonato en formiato. Una vez que se elimina el agua de la solución, el resultado es un combustible de formiato sólido y cristalino. “Dadas las demandas sobre la tecnología del cambio climático, mejoras como esta en el funcionamiento eficiente de las células electroquímicas prometen tener un gran impacto”, dijo el equipo en un comunicado. Esperan que el nuevo electrólito pueda ser una opción viable para la sociedad a medida que se avanza hacia un futuro más verde.
Fuente y créditos: www.newsweek.com
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