Efecto ejercido por presiones parciales de hidrógeno sobre la eficiencia faradaica, en la reducción electroquímica del dióxido de carbono. Parte A. Effect exerted by partial pressures of hydrogen on the faradaic efficiency, in the electrochemical reduction of carbon dioxide. Part A.

Resumen

DOI: https://doi.org/10.53766/CEI/2021.43.02.11

La descarga de hidrógeno es una reacción competitiva con la reducción electroquímica del dióxido de carbono en medios acuosos o ácidos, de manera que con el objeto de tratar de inhibirla, en este trabajo se estudió la influencia que ejercen presiones parciales CO2/H2 sobre la reducción electroquímica del dióxido de carbono basando el planteamiento en el principio de Le Chatelier. Los estudios voltamperométricos realizados a presión atmosférica indican que la disposición de los electrodos es de suma importancia cuando se obtienen productos gaseosos, ya que estos bloquean la superficie conduciendo a la pérdida del área efectiva del electrodo. Adicionalmente, los estudios voltamperométricos en presencia y ausencia de dióxido de carbono sugieren que la formación del radical anión ocurre a partir de -1.8 V vs Ag/AgCl KCl sat. Los estudios voltamperométricos y de electrólisis a 20 atm para los sistemas buffer sulfato [H2SO4 / K2SO4 pH=2], mostraron que el electrodo de carbón vítreo sumergido en el buffer sulfato a 20 atm de dióxido de carbono y aplicando -1,8 V genera HCOOH como único producto de reducción del dióxido de carbono con una eficiencia faradaica del 1,8 %. Finalmente, se encontró que las presiones parciales de hidrógeno aplicadas, no ejercen un efecto significativo sobre la eficiencia faradaica del proceso.

The hydrogen discharge is a competitive reaction in the electrochemical reduction of carbon dioxide in aqueous or acidic media. Thus in order to try to inhibit it. In this paper, we report the influence of partial pressures CO2/H2 on the electrochemical reduction of carbon dioxide based on the principle of Le Chatelier. The voltametric studies at atmospheric pressure indicate that the arrangement of the electrodes is of utmost importance when gaseous products are obtained, as they block the surface leading a loss of the effective area of the electrode. Moreover, voltametric studies in the presence and absence of carbon dioxide suggest the radical anion surface formation at -1.8 V vs. Ag/AgCl KCl sat. Voltametric and electrolysis studies at high pressure for sulphate buffer systems [H2SO4 / K2SO4 pH=2], showed that the glassy carbon electrode in the sulphate buffer under 20 atm. of carbon dioxide and at -1.8 V, generated HCOOH as the only product of carbon dioxide electroreduction with a faradaic efficiency of 1.8%. Finally, it was found that the various hydrogen partial pressures applied did not exert a significant effect on the faradaic efficiency on the HCOOH production, or the charge consumed in the process.