Improving trade-offs in the figures of merit of gas-phase single-pass continuous CO2 electrocatalytic reduction to formate

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Título: Improving trade-offs in the figures of merit of gas-phase single-pass continuous CO2 electrocatalytic reduction to formate
Autor/es: Díaz-Sainz, Guillermo | Alvarez-Guerra, Manuel | Avila-Bolivar, Beatriz | Solla-Gullón, José | Montiel, Vicente | Irabien, Ángel
Grupo/s de investigación o GITE: Electroquímica Aplicada y Electrocatálisis
Centro, Departamento o Servicio: Universidad de Alicante. Departamento de Química Física | Universidad de Alicante. Instituto Universitario de Electroquímica
Palabras clave: CO2 electroreduction | Formate | Bismuth electrocatalysts | Gas Diffusion Electrode (GDE) | Membrane electrode assembly (MEA) | Electrochemical filter press reactor
Área/s de conocimiento: Química Física
Fecha de publicación: 1-feb-2021
Editor: Elsevier
Cita bibliográfica: Chemical Engineering Journal. 2021, 405: 126965. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126965
Resumen: The electrochemical conversion of CO2 is gaining increasing attention because it could be considered as an appealing strategy for making value-added products at mild conditions from CO2 captured. In this work, we report a process for the electrocatalytic reduction of CO2 to formate (HCOO−) operating in a continuous way, employing a single pass of the reactants through the electrochemical reactor and using Bi carbon supported nanoparticles in the form of a membrane electrode assembly composed by a Gas Diffusion Electrode, a current collector and a cationic exchange membrane. This contribution presents the best trade-off between HCOO− concentration, Faradaic Efficiency and energy consumption in the literature. We also show noteworthy values of energy consumption required of only 180 kWh·kmol−1 of HCOO−, lower than previous approaches, working at current densities that allow achieving formate concentration higher than 300 g·L−1 and simultaneously, a Faradaic Efficiency close to 90%. The results here displayed make the electrochemical approach closer for future implementation at the industrial scale.
Patrocinador/es: The authors of this work would like to acknowledge to the financial support from the MINECO, through the projects CTQ2016-76231-C2-1-R and CTQ2016-76231-C2-2-R (AEI/FEDER, UE). J.S.G acknowledges financial support from VITC (Vicerrectorado de Investigación y Transferencia de Conocimiento) of the University of Alicante (UTALENTO16-02).
URI: http://hdl.handle.net/10045/109394
ISSN: 1385-8947 (Print) | 1873-3212 (Online)
DOI: 10.1016/j.cej.2020.126965
Idioma: eng
Tipo: info:eu-repo/semantics/article
Derechos: © 2020 Elsevier B.V.
Revisión científica: si
Versión del editor: https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126965
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