Transformering af kuldioxid – forskere udvikler ny to-trins CO2-konverteringsteknologi

Et team af forskere ved University of Delaware's Center for Catalytic Science and Technology (CCST) har opdaget en ny to-trins proces til at øge effektiviteten af ​​kuldioxid (CO2) elektrolyse, en kemisk reaktion drevet af elektriske strømme, der kan hjælpe med produktionen af ​​værdifulde kemikalier og brændstoffer.

Resultaterne af holdets undersøgelse blev offentliggjort mandag, 20. august i Naturkatalyse .

Forskerholdet, bestående af Feng Jiao, lektor i kemi- og biomolekylær teknik, og kandidatstuderende Matthew Jouny og Wesley Luc, opnåede deres resultater ved at konstruere en specialiseret tre-kammeret enhed kaldet en elektrolysator, som bruger elektricitet til at reducere CO2 til mindre molekyler.

Sammenlignet med fossile brændstoffer, elektricitet er en meget mere overkommelig og miljøvenlig metode til at drive kemiske processer til fremstilling af kommercielle kemikalier og brændstoffer. Disse kan omfatte ethylen, som bruges til fremstilling af plast, og ethanol, et værdifuldt brændstoftilsætningsstof.

"Denne nye elektrolyseteknologi giver en ny vej til at opnå højere selektiviteter ved utrolige reaktionshastigheder, hvilket er et stort skridt hen imod kommercielle applikationer, " sagde Jiao, der også fungerer som associeret direktør for CCST.

Mens direkte CO2-elektrolyse er standardmetoden til reduktion af kuldioxid, Jiaos team delte elektrolyseprocessen op i to trin, reducere CO2 til kulilte (CO) og derefter reducere CO yderligere til multi-carbon (C2+) produkter. Denne todelte tilgang, sagde Jiao, præsenterer flere fordele i forhold til standardmetoden.

"Ved at dele processen op i to trin, vi har opnået en meget højere selektivitet over for multi-carbon produkter end i direkte elektrolyse, " sagde Jiao. "Den sekventielle reaktionsstrategi kunne åbne op for nye måder at designe mere effektive processer til CO2-udnyttelse på."

Elektrolyse driver også Jiaos forskning med kollega Bingjun Xu, adjunkt i kemi og biomolekylær teknik. I samarbejde med forskere ved Tianjin University i Kina, Jiao og Xu designer et system, der kan reducere drivhusgasemissioner ved at bruge kulstofneutral solenergi.

"Vi håber, at dette arbejde vil bringe mere opmærksomhed til denne lovende teknologi for yderligere forskning og udvikling, " sagde Jiao. "Der er mange tekniske udfordringer, der stadig skal løses, men vi arbejder på dem!"