Electroreducción de CO2 para la generación de productos químicos de valor

Abstract

El constante incremento de la demanda de energía derivada del aumento en la densidad poblacional ha traído como consecuencia la generación de altas emisiones de CO2 generadas por la explotación de combustibles fósiles como fuente principal. El aumento de la concentración de este gas nocivo en la atmósfera ha desencadenado efectos adversos en las condiciones climáticas del planeta, los cuales están asociados con el incremento del calentamiento global. En aras de mitigar el impacto de este gas de efecto invernadero, múltiples métodos de captura, almacenamiento y conversión han sido propuestos. Entre todos estos métodos, la electroreducción de CO2 (CO2RR) ha sido señalada como una ruta prometedora ya que la reacción puede llevarse a cabo en medio acuoso y bajo condiciones suaves de presión y temperatura. A partir de esta reacción es posible la obtención de productos químicos de alto valor como monóxido de carbono (CO), metano (CH4), metanol (CH3OH), ácido fórmico/formiato (HCOOH/HCOO-) y productos superiores de dos o más átomos de C (C2-+). De entre la gran variedad de productos derivados de la CO2RR, el ácido fórmico es de gran interés debido a su elevada demanda en la industria química. Además, el ácido fórmico es un prometedor candidato para la aplicación en celdas de combustible debido a su alta capacidad de almacenamiento de hidrógeno. Los electrocatalizadores basados en indio (In) han demostrado buenas prestaciones en la CO2RR, con alta selectividad hacia la producción de formiato, debido a sus propiedades intrínsecas que inhiben reacciones de reducción competitivas como reducción de los protones para generar hidrógeno (HER). Sin embargo, los métodos de síntesis para la obtención de estos materiales suelen comprender múltiples pasos complejos y condiciones de operación agresivas, lo cual limita la producción en masa de estos catalizadores de cara a aplicaciones industriales.