Una tesis propone diversas técnicas de electroreducción de CO2 para la obtención de productos químicos de valor para la industria

18/12/2023

Ana Cristina Pérez Sequera, doctoranda del Programa en Ciencias de los Datos - Data Science en la Universidad Loyola ha defendido su tesis y ha obtenido una calificación de sobresaliente Cum Laude.

El trabajo titulado "Electroreducción de CO2 para la generación de productos químicos de valor" se centra en la conversión de dióxido de carbono en productos de valor mediante técnicas electroquímicas, con el fin de mitigar y aprovechar este gas de efecto invernadero como materia prima para la obtención de otros compuestos aprovechables para la industria.

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, los métodos de electroreducción de CO2 suponen 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, metano, metanol o ácido fórmico/formiato.

De entre la gran variedad de productos derivados de la electroreducción de CO2, 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 electroreducción, 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.

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.

Es por ello que esta tesis ha permitido desarrollar un método de síntesis de electrocatalizadores de Indio robusto y con potencial para ser usado a nivel industrial en un futuro. Además, se ha realizado una extensa caracterización fisicoquímica y electroquímica de estos materiales basados en indio, lo cual se traduce en nuevas aportaciones sobre su comportamiento en la electroreducción de Co2. Estos resultados pueden ser empleados como un punto de partida para la síntesis de nuevos electrocatalizadores con alta selectividad hacia la obtención de ácido fórmico a través de este proceso.

La investigadora ha desarrollado su tesis en el Laboratorio de Materiales y Sostenibilidad de la Universidad Loyola, compuesto por un amplio equipo de expertos y equipamientos para el diseño y ensayo de materiales y catalizadores avanzados para la captura de CO2 y su conversión en productos de interés a través de procesos químicos y electroquímicos; el desarrollo de rutas innovadoras para la conversión catalítica de la biomasa y el almacenamiento de energía tanto termoquímico como mediante el uso de H2 como portador de energía.

La tesis fue defendida en la Sala de Grados del Campus de Sevilla de la Universidad Loyola y ha sido realizada bajo la dirección de los profesores doctores de la Universidad Loyola Juan Carlos Serrano y Manuel Antonio Díaz Pérez. El Tribunal estuvo presidido por el doctor Antonio Sepúlveda Escribano, el doctor Alejandro Tapia Córdoba como secretario y la doctora Laura Pastor Pérez como vocal.  

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