Ein Schritt näher zur industriell relevanten CO2-Elektrolyse zu Kohlenwasserstoffen
TUM.PtX News |
Um die globale Erwärmung einzudämmen, spielt die Reduzierung der CO2-Emissionen eine zentrale Rolle. Ein vielversprechender Ansatz ist die Entwicklung von CO2-Elektrolyseuren, die CO2 aus der Atmosphäre nutzen können, um Chemikalien und Kraftstoffe auf nachhaltiger Weise herzustellen und damit Kohlenstoff aus fossilen Quellen zu ersetzen.
Die technische Reife ist jedoch noch nicht erreicht, und es besteht ein erheblicher Bedarf an Forschung zur Skalierbarkeit der Reaktionszelle, zum Elektrodendesign und zur langfristigen Stabilität des Elektrodenmaterials bei der Ethylenbildung durch CO2-Elektrolyse.
Das Hauptziel dieser Studie ist die Entwicklung und Verbesserung von CO2-zu-C2H4-Elektrolyseuren, die in der Produktionskette für nachhaltige, aus CO2 gewonnene Flugkraftstoffe (SAFs) kommerziell eingesetzt werden können. Die Autoren untersuchten verschiedene Elektrolyseurzellen und identifizierten zwei Zellarchitekturen, die auf industrielle Größen skalierbar sind. Insbesondere eine CEM-basierte Zelle mit einem Spalt (CEM: Kationenaustauschmembran) zeigte aufgrund ihrer hohen Faraday-Effizienz und monatelangen Stabilität ein erhebliches Potenzial für die Skalierbarkeit. Weitere Forschung ist notwendig, dennoch stellt diese Arbeit einen entscheidenden Schritt auf dem Weg zu einem industrierelevanten Betrieb mit langer Lebensdauer dar.
[1] B. Sahin, et al. “Fine-tuned combination of cell and electrode designs unlocks month-long stable low temperature Cu-based CO2 electrolysis.” Journal of CO2 Utilization 82 (2024) 102766.