Evaluation of single chamber electrochemical reduction of CO2 to formate for application under biocompatible conditions
Ul Kausar, Zainab (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Sulonen, Mira (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Haus, Philip (Helmholtz-Centre for Environmental Research-UFZ. Department of Microbial Biotechnology)
Izadi, Paniz (Helmholtz-Centre for Environmental Research-UFZ. Department of Microbial Biotechnology)
Baeza Labat, Juan Antonio (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Harnisch, Falk (Helmholtz-Centre for Environmental Research-UFZ. Department of Microbial Biotechnology)
Guisasola, Albert (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)

Data:	2025
Resum:	The electrochemical CO2 reduction reaction (eCO2RR) facilitates high rates and yields for the selective production of formate, a quintessential C1-compound that can serve as a valuable carbon and energy source for biosynthesis. The use of double-chamber (DC) electrochemical cells with membranes is deemed essential to avoid mixing of electrochemical products (i. e. anodic oxygen and cathodic formate) and thus cross-reactions that lower yields, Faradaic efficiency (FE) and effective rate. However, single-chamber (SC) setups for eCO2RR can be more suitable to combine with bioprocesses. This work comprehensively evaluates, using different experimental set-ups, the conditions under which SC operation can obtain results comparable to DC systems. At a 50 mL scale, under biocompatible conditions, formate production in the SC setup achieved a 14 % reduction in the production rate (146 mg L-1 h-1 for SC and 170 mg L-1 h-1 for DC) and a 15 % decrease in FE (72. 2 % in SC and 84. 7 % in DC). The highest formate concentration produced in 24 h SC experiments was 1. 8 g·L-1 with FE of 41 %, a concentration appropriate for fermentation processes. The SC operation of eCO2RR to formate without a membrane could reduce energy losses and capital costs, although at the cost of an expected reduction in rate and FE.
Ajuts:	European Commission 101000441 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-515
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	Biocompatible ; CO2 reduction ; Electrocatalysis ; Indium ; Single chamber
Publicat a:	Journal of CO2 Utilization, Vol. 97 (July 2025) , art. 103136, ISSN 2212-9839

DOI: 10.1016/j.jcou.2025.103136

10 p, 2.0 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Enginyeries > GENOCOV
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats