Proyectos de investigación competitivos financiados por entidades externas
Materiales híbridos funcionales para la conversión electrocatalítica de CO2 hacia productos C2+: de nuevos catalizadores a electrodos avanzados (FunMat4CO2)
Acrónimo
FunMAT4CO2
Título proyecto
Materiales híbridos funcionales para la conversión electrocatalítica de CO2 hacia productos C2+: de nuevos catalizadores a electrodos avanzados (FunMat4CO2)
Referencia externa
PID2022-139176OA-I00
Descripción/abstract
Como parte de los esfuerzos para utilizar la captura de carbono, CO2RR (reacción electroquímica de reducción de dióxido de carbono)
ofrece el potencial para una economía de carbono circular. MXenes, carburos y nitruros metálicos bidimensionales, son un material
atractivo para CO2RR debido a sus propiedades electrónicas y de superficie ajustables, que pueden superar las limitaciones que
enfrentan los catalizadores de metales de transición tradicionales. Aunque muchos estudios teóricos predicen el potencial de MXenes
como electrocatalizadores de CO2RR, aún existen muchos desafíos sin resolver y oportunidades de diseño sin explotar que requieren
una optimización experimental para alcanzar su máximo potencial. Esta propuesta de investigación explora cómo MXenes puede superar
las relaciones de escala y las formas de mejorar su rendimiento catalítico a través de la funcionalización y la asistencia mediante el
anclaje de polioxometalatos. La consideración del diseño de electrodo escalable también es crucial para operar CO2RR en condiciones
industriales. En este sentido, hemos dedicado una parte de nuestra investigación a investigar el diseño y la fabricación de electrodos 3D
basados en MXene para CO2RR a través de algunas estrategias novedosas que incluyen i) inyección directa sin aditivos de electrodos
MXene (impresión 3D DIP), ii ) preparación de filamentos imprimibles (mezcla con materiales plásticos y de carbono (basados en
biomasa) y método sol-gel) y iii) introducción de un diseño 3D novedoso que combina la impresión 3D y la fabricación aditiva. La mayor
novedad de este proyecto será el uso de un sistema de catalizador binario en la capa de difusión de gas. Nuestro sistema binario se
compone de i) una capa de carbono poroso a base de biomasa dopada con N en la vecindad de PTFE y ii) un catalizador/compuesto a
base de MXene como segundo catalizador. Nuestro objetivo es capturar y convertir CO2 en CO en la primera capa y luego reducir aún
más hacia productos de cadena más larga en la segunda capa. modificaciones en el entorno de la reacción para afectar la selectividad de
la reacción. Este enfoque también puede reducir significativamente la demanda total de energía tanto para capturar como para convertir
CO2. Nuestro objetivo es realizar más investigaciones en esta dirección para obtener una mejor comprensión fundamental de la
estrategia propuesta y desarrollar sistemas reactivos integrados que puedan capturar CO2 y convertirlo in situ en los productos deseados
de una manera energéticamente eficiente. El proyecto contribuirá a una economía circular y la sustitución de combustibles fósiles, lo que
conducirá a una disminución de las emisiones de CO2 y una menor dependencia europea de los recursos basados en combustibles
fósiles.
Entidad financiadora
MINISTERIO DE CIENCIA E INNOVACION
Entidad financiadora
175.000,00 €
Logos
Convocatoria
Convocatoria de tramitación anticipada para el año 2022 del procedimiento de concesión de ayudas a «Proyectos de Generación de Conocimiento» y a actuaciones para la formación de personal investigador predoctoral asociadas a dichos proyectos, en el marco del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2021-2023.
