Electrochemical reduction of CO2 to formic acid on Bi2O2CO3/carbon fiber electrodes

Autor(es)

Puppin, Lara G. ^[1] ; Khalid, Mohd ^[1] ; da Silva, Gelson T. T. ^[2] ; Ribeir, Caue o ^{[3, 2]} ; Varela, Hamilton ^[1] ; Lopes, Osmando F. ^{[1, 4]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Inst Chem Sao Carlos, BR-13560970 Sao Carlos, SP - Brazil

^[2] Embrapa Instrumentat, Rua 15 Novembro, BR-13560970 Sao Carlos, SP - Brazil

^[3] Forschungszentrum Julich, Inst Energy & Climate Res IEK Electrochem Proc En, D-52425 Julich - Germany

^[4] Univ Fed Uberlandia, Inst Chem, Lab Photochem & Mat Sci, BR-38400902 Uberlandia, MG - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Journal of Materials Research; v. 35, n. 3, p. 272-280, FEB 14 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

Electrochemical reduction of CO2 to formic acid is a good strategy to address both environmental and energy issues. However, some drawbacks including low activity, selectivity, and stability of electrocatalysts must be overcome. We propose a method for tailoring Bi2O2CO3-coated carbon fiber electrodes with higher selectivity and stability for electrochemical CO2 reduction to formic acid. We evaluated the effect of Bi2O2CO3 and Nafion contents on the electrocatalysts performance for CO2 reduction reaction (CO2RR). All electrodes produced only HCOO- in the liquid phase with a maximum faradaic efficiency (FE) of 69%. The electrocatalysts were stable under 24 h of continuous CO2RR operation. The FE increased with the increasing electrolyte concentration and cation radius size, which indicates that the anion stabilization in solution is critical for adequate formate generation. The CO2RR mechanism was proposed with basis on the literature. The structural carbonate of Bi2O2CO3 acts as an intermediate species in the formate production from CO2. (AU)

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• Processo FAPESP: 17/09713-0 - Avaliação da eficiência e seletividade na redução eletrocatalítica do CO2 de Sn e Bi depositados em fibra de carbono
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• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 17/00433-5 - Desenho e síntese de electrocatalisador multifuncional sem metais em fios de fibra de carbono para redução de oxigênio e reações de desprendimento de oxigênio e hidrogênio
• Beneficiário: Mohmmad Khalid
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 16/09746-3 - Redução Eletro-/fotoeletrocatalítica de CO2: Eficiência, Seletividade e Cinética Oscilatória
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• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/16930-7 - Eletrocatálise V: processos eletrocatalíticos de interconversão entre as energias química e elétrica
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