Photoelectrochemical reduction of CO2 using a continuous membrane reactor
La presente Tesis Doctoral tiene como objetivo establecer un proceso que permita reducir los sobrepotenciales requeridos en el proceso de conversión electroquímica de CO2 mediante el uso directo de la luz. Se realiza en primer lugar una exhaustiva revisión del estado del arte en fotoelectroreducción...
| Autor: | |
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| Tipo de documento: | tese |
| Data de publicação: | 2024 |
| País: | España |
| Recursos: | Universidad de Cantabria (UC) |
| Repositório: | UCrea Repositorio Abierto de la Universidad de Cantabria |
| Idioma: | espanhol |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.unican.es:10902/31911 |
| Acesso em linha: | https://hdl.handle.net/10902/31911 |
| Access Level: | Acceso aberto |
| Palavra-chave: | Reducción fotoelectroquímica de CO2 Configuración fotoánodo-cátodo Fotoánodos basados en TiO2 Eficiencia energética Producción de metanol, etanol y etileno CO2 photoelectrochemical reduction Photoanode-cathode configuration TiO2-based photoanodes Energy efficiency Production of methanol Ethanol and ethylene |
| Resumo: | La presente Tesis Doctoral tiene como objetivo establecer un proceso que permita reducir los sobrepotenciales requeridos en el proceso de conversión electroquímica de CO2 mediante el uso directo de la luz. Se realiza en primer lugar una exhaustiva revisión del estado del arte en fotoelectroreducción de CO2, donde destaca la configuración de reactor de fotoánodo-cátodo a oscuras por su potencial para mejorar la eficiencia energética del proceso. Posteriormente, se diseña y construye un sistema experimental para llevar a cabo la conversión en continuo de CO2, logrando eficiencias Faradaicas del 16,2% y 23,2%, así como eficiencias energéticas del 5,2% y 6,8%, para metanol y etanol, respectivamente. Este sistema emplea una celda fotoelectroquímica con un fotoánodo basado en TiO2 comercial (P25) en configuración de ensamblaje electrodo-membrana (MEA, por sus siglas en inglés) iluminado con luz LED UV, junto con una placa de Cu como cátodo. Tras estos desarrollos, se propone la síntesis y empleo de nanopartículas de TiO2 sintetizadas en medio supercrítico para mejorar la eficiencia del proceso, logrando eficiencias Faradaicas del 15,3% y 46,6%, así como eficiencias energéticas del 5,0% y 14,0%, para metanol y etileno, respectivamente, representando un avance significativo en el rendimiento global del sistema. Estos resultados superan los resultados reportados hasta la fecha en sistemas fotoelectroquímicos en configuración de fotoánodo-cátodo a oscuras. |
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