El último avance en la investigación sobre la reducción del dióxido de carbono implica un catalizador a base de estaño recientemente desarrollado que produce etanol de manera eficiente y representa un importante paso adelante en la tecnología de energía renovable. La conversión de la reacción electroquímica de reducción de dióxido de carbono (CO2RR) en combustibles a base de carbono ofrece una estrategia prometedora para reducir las emisiones de dióxido de carbono y promover la utilización de energía renovable.
Retos de reducción de CO2
Los productos líquidos Cn (n≥2) son populares debido a su alta densidad energética y fácil almacenamiento. Sin embargo, la manipulación de las vías de acoplamiento C-C sigue siendo un desafío debido a una comprensión mecanicista limitada.
Recientemente, un equipo de investigación dirigido por los profesores Zhang Tao y Huang Yanqiang llevó a cabo un estudio innovador en la Universidad de California en Los Ángeles. Un equipo de investigación dirigido por los profesores Zhang Tao y Huang Yanqiang del Instituto Dalian de Física Química de la Academia de Ciencias de China, desarrolló un electrocatalizador en tándem a base de estaño (SnS2@Sn1-O3G). En condiciones de -0,9 VRHE y densidad de corriente geométrica de 17,8 mA/cm2, el catalizador puede generar etanol de forma reproducible con una eficiencia faradaica de hasta el 82,5 %.
La investigación fue publicada recientemente en la revista científica Nature Energy.
Los investigadores crearon SnS2@Sn1-O3G realizando una reacción solvotérmica de SnBr2 y tiourea sobre espuma de carbono tridimensional. Este electrocatalizador consta de nanoláminas de SnS2 y átomos de Sn atómicamente dispersos (Sn1-O3G).
Los estudios mecanicistas muestran que este Sn1-O3G puede adsorber intermediarios *CHO y *CO(OH) respectivamente, promoviendo así la formación de enlaces C-C a través de una vía de acoplamiento sin precedentes de formil-bicarbonato.
Además, mediante el uso de reactivos marcados isotópicamente, los investigadores rastrearon la ruta de formación de átomos de C en el producto C2 final formado en el catalizador Sn1-O3G. El análisis mostró que el C de metilo en el producto procedía del ácido fórmico, mientras que el C de metileno procedía del dióxido de carbono.
El profesor Huang dijo: "Nuestro estudio proporciona una plataforma alternativa para la formación de enlaces C-C en la síntesis de etanol y una estrategia para manipular la vía de reducción del dióxido de carbono para obtener el producto deseado".