Aumento de la escala de procesos de electroconversión de CO2 a formiato : puesta a punto de un reactor electroquímico de 25 cm2

Abstract

El cambio climático, en gran medida atribuible a los gases de efecto invernadero, entre los que destaca el dióxido de carbono (CO2), representa un desafío global apremiante. Para abordar esta problemática, se están desarrollando estrategias destinadas a reducir las emisiones de CO2, y la electrorreducción de CO2 destaca como un método para convertir este gas en productos de alto valor añadido. Este proceso se lleva a cabo en un reactor de tipo filtro-prensa, compuesto por tres componentes principales: el cátodo, donde se produce la reacción de reducción del CO2; el ánodo, donde se efectúa una reacción de oxidación; y ambos suelen estar separados por una membrana de intercambio iónico. El objetivo a largo plazo de esta línea de investigación es implementar estos sistemas a escala industrial. Hasta la fecha, se han obtenido resultados prometedores en una celda de 10 cm2 al utilizar una corriente de CO2 humidificada (500 mg/h de agua) y trabajar a una densidad de corriente de 200 mA/cm2. Por lo tanto, el propósito de este Trabajo Fin de Grado es emplear un reactor comercial con un área geométrica de 25 cm2 para evaluar la posibilidad de obtener concentraciones de productos similares a mayor escala, lo que facilitaría la escalabilidad de esta tecnología. En este contexto, uno de los desafíos relacionados con la ampliación de la escala es la producción de electrodos de difusión de gas (GDE). Hasta ahora, se ha utilizado técnicas de fabricación manual, pero la automatización de la fabricación permite una mayor reproducibilidad de los electrodos a una escala más amplia. Por consiguiente, el objetivo principal de este Trabajo Fin de Grado es optimizar la configuración y las condiciones de operación de un reactor electroquímico de 25 cm2 que permita obtener resultados similares a los obtenidos en escalas más pequeñas. Asimismo, se busca desarrollar un método más eficiente y reproducible de fabricar los GDEs, que contienen materiales de Bi soportado en carbono como electrocatalizador.