Electro-reducción de CO2 en catalizadores Cu-N-C. Detección de productos mediante electrodo rotatorio de disco anillo

La reducción electroquímica de CO2 (CO2RR) destaca como una solución prometedora para la mitigación del cambio climático. Sin embargo, esta reacción presenta desafíos debido a la alta estabilidad de la molécula de CO2 y la difícil selectividad hacia diferentes productos, así como la competencia con la reacción de evolución de hidrógeno, haciendo necesario el desarrollo de catalizadores activos y selectivos. Actualmente, los catalizadores atómicamente dispersos se posicionan como una solución prometedora para modular la selectividad de esta reacción hacia CO. Entre ellos, los catalizadores M-N-C presentan sitios activos basados en átomos de un metal de transición coordinado con nitrógeno en una matriz carbonosa, lo que permite obtener catalizadores con alta porosidad, buena conductividad eléctrica y bajo coste. En cuanto a la identificación de los productos, si bien técnicas exsitu (cromatografía, espectrometría de masas), son comúnmente utilizadas, estas presentan ciertas limitaciones en términos de desfase temporal y detección de productos en concentraciones muy bajas. Para abordar este inconveniente, el uso de un electrodo rotatorio de disco anillo (RRDE) se propone como una alternativa rápida y factible para la identificación de los productos generados durante la CO2RR. En este método, los catalizadores se depositan en el disco del electrodo, donde tiene lugar la CO2RR, mientras que los productos generados son simultáneamente oxidados en el anillo. Este trabajo presenta el estudio de catalizadores Cu-N-C basados en una matriz carbonosa de xerogel de carbono dopado con nitrógeno. Se analizó la influencia del precursor de cobre y de la concentración de metal durante la síntesis de los catalizadores en su comportamiento electroquímico para la CO2RR mediante el uso de RRDE.