Sistemas foto-asistidos para la conversión sostenible de dióxido de carbono

Abstract

El rápido aumento de la concentración de CO2 en la atmósfera ha generado la necesidad de desarrollar estrategias para su fijación y utilización. En ese sentido, este trabajo se enfoca en desarrollar un sistema catalítico para la conversión de CO2 mediante fotoelectroquímica. Se emplearon electrodos de HOPG y carbono vítreo para depositar una molécula precursora y posteriormente unirla a un catalizador molecular de cobre. Los electrodos modificados se caracterizaron mediante Microscopía de Fuerza Atómica, Espectroscopía Raman y Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier con Reflexión Total Atenuada. La actividad fotoelectrocatalítica hacia la reducción del CO2 se evaluó utilizando técnicas de Voltamperometría Cíclica asistida por luz y cronoamperometría. Los resultados principales indican que se construyó efectivamente el catalizador molecular sobre las superficies carbonosas y que presenta actividad electrocatalítica y fotocatalítica hacia la reducción del CO2

The recent surge in global carbon dioxide emission warrants researchers to develop sustainable methods to capture and convert this gas through artificial carbon recycling. Inspired by the photosynthesis process used by plants, the photoelectrocatalytic conversion of CO2 with water to obtain chemical energy can tackle increasing CO2 emissions and energy demand together. In this work, copper-based biomimetic catalytic systems were successfully bonded to HOPG and glassy carbon support. Modified electrodes were characterized by Atomic Force Microscopy, Raman Spectroscopy and Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy. The photoelectrocatalytic activity towards CO2 reduction was evaluated by Cyclic Voltammetry and Chronoamperometry in the presence and absence of Xe radiation. Main results indicate the successful of the catalyst synthesis that produces photosensitive materials with suitable catalytic performance toward the CO2 reduction reaction.