Die Bedrohung durch die globale Erwärmung besteht weiterhin und gefährdet sowohl die menschliche Gesellschaft als auch ökologische Systeme. Kohlendioxid ist der Hauptverursacher der Treibhausgase, die den Klimawandel vorantreiben. Um dem entgegenzuwirken und CO2-Neutralität zu erreichen, haben Forscher ein Elektroreduktionssystem zur Reduzierung des COXNUMX-Fußabdrucks entwickelt. Dieses Gerät wandelt COXNUMX effektiv in Ethylen für industrielle Zwecke um.
Das Polytechnische Universität Hongkong (PolyU) Forscher haben ein langlebiges, außergewöhnlich intelligentes und energieeffizientes System zur elektrischen Reduktion von Kohlendioxid (CO2) entwickelt. Dieses System kann CO2 effizient in Ethylen umwandeln für den industriellen Einsatz und bietet eine wirksame Lösung zur Reduzierung der CO2-Emissionen. Die PolyU-Projekt zeichnet sich durch eine bemerkenswerte Zusammenarbeit aus, die Forscher aus der University of Oxford, das Nationale Synchrotronstrahlungsforschungszentrum von Taiwan und die Jiangsu-Universität.
Unter der Leitung von Prof. Daniel Lau hat das Forschungsteam den Ansatz der elektrokatalytischen CO2-Reduktion entwickelt. Prof. Lau ist ein renommierter Experte für Nanomaterialien und Leiter der Abteilung für Angewandte Physik. Durch die Nutzung von erneuerbarer Elektrizität kann Kohlendioxid effektiv in Ethylen umgewandelt werden. Dies bietet eine deutlich umweltfreundlichere und stabilere Methode zur Ethylenproduktion. Die Technologie steht kurz vor der Massenproduktion. Sie hat das Potenzial, die Branche zu revolutionieren, indem sie den Kohlenstoffkreislauf schließt und COXNUMX-Neutralität erreicht.
Wir werden an weiteren Verbesserungen arbeiten, um die Produktselektivität zu erhöhen und Kooperationsmöglichkeiten mit der Industrie zu suchen. Es ist klar, dass dieses APMA-Zellendesign den Übergang zur umweltfreundlichen Produktion von Ethylen und anderen wertvollen Chemikalien unterstützt und dazu beitragen kann, die CO2-Emissionen zu reduzieren und das Ziel der CO2-Neutralität zu erreichen. Prof. Daniel Lau sagte.
Ethylen (C2H4) ist eine weltweit begehrte Chemikalie, die vor allem zur Herstellung von Polymeren wie Polyethylen verwendet wird. Diese Polymere bilden die Grundlage für zahlreiche Kunststoffe und Chemiefaserprodukte, die für unser tägliches Leben unverzichtbar sind. Da es jedoch hauptsächlich aus der Petrochemie gewonnen wird, Es hat einen großen CO2-Fußabdruck wenn es produziert wird.
Über den Prozess
Professor Laus innovativer Ansatz beseitigt die Notwendigkeit für Alkalimetallelektrolyte durch unter Verwendung von reinem Wasser als metallfreier Anolyt. Dies verhindert zusätzlich die Karbonatbildung und Salzablagerung. Das APMA-System besteht aus:
- Eine Anionenaustauschmembran (AEM)
- Eine Protonenaustauschmembran (PEM)
- Resultierende Membrananordnung (MA)
Ein Zellstapel ohne Alkalimetalle, bestehend aus APMA und einem Kupferelektrokatalysator, wurde erfolgreich entwickelt, um Ethylen mit einem bemerkenswerte 50% SpezifitätDarüber hinaus zeigte es eine beeindruckende Betriebslebensdauer von über 1,000 Stunden bei einem Industriestrom von 10 A, was einen erheblichen Fortschritt gegenüber bestehenden Systemen darstellt und eine nahtlose Erweiterung auf einen industriellen Maßstab ermöglicht.
Forscher entwickelten ein hocheffizientes Kampf-Elektroreduktionssystem, um COXNUMX-Fußabdruck reduzieren Dazu gehört ein entscheidendes Element: der spezielle Elektrokatalysator. Kupfer ist bekannt für seine Fähigkeit, verschiedene Reaktionen in der chemischen Industrie zu katalysieren. Der vom Forschungsteam verwendete Katalysator weist jedoch mehrere bemerkenswerte Eigenschaften auf.
Die unzähligen Nanokupferkugeln besitzen eine komplexe Oberflächenstruktur aus Stufen, Stapelfehlern und Korngrenzen. Im Gegensatz zu einer idealen Metallstruktur schaffen diese Defekte günstige Bedingungen für eine erfolgreiche Reaktion.
Andere Erfolge
Weitere Tests zeigten, dass die Bildung von Karbonaten und Salzen effektiv unterdrückt wurde. Darüber hinaus wurden CO2 oder Elektrolyte keiner von ihnen ging verloren während des Prozesses. Dies ist wichtig, da in früheren Verfahren einige Elektrolyte durch die Diffusion von Alkalimetallionen aus dem Anolyten verloren gingen. Dies geschah, weil bipolare Membranen anstelle von APMA verwendet wurden. Darüber hinaus wurde das Problem der Wasserstoffproduktion, die die Ethylenproduktion übertraf, signifikant reduziertDies hatte erhebliche Auswirkungen auf die vorherigen Systeme, die in sauren Kathodenumgebungen betrieben wurden.
Forscher haben ein Elektroreduktionssystem zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks entwickelt, dessen großtechnische Produktion bald beginnen soll. Laut den Forschern werden dadurch die industriellen Emissionen wirksamer kontrolliert.
Quelle: PolyU entwickelt hocheffizientes Kohlendioxid-Elektroreduktionssystem
