Udvikling af et stort kuldioxidomdannelsessystem, en kerneteknologi til kulstofneutralitet

Undersøgelser af elektrokemisk CO ₂ omdannelsessystemer, der kan bruges til at opnå nyttige kemikalier gennem konventionelle petrokemiske processer og samtidig eliminere CO ₂ , uden at forurene miljøet, er afgørende for at skabe et CO2-neutralt samfund. Mens der er gjort betydelige fremskridt gennem en række relevante undersøgelser, de har hidtil kun været i laboratoriestørrelse. Faktisk, der er stadig mange vejspærringer for industriel anvendelse, såsom opskalering og udvikling af egnede katalysatorer og elektroder.

Korea Institute of Science and Technology (KIST), annonceret, at et forskerhold fra Clean Energy Research Center, ledet af Dr. Hyung-Suk Åh, Dr. Yoon-Jung Hwang, og Dr. Woong-Hui Lee, har udviklet en søpindsvin-formet nanokobberkatalysator til en højeffektiv elektrokemisk CO ₂ omdannelsessystem, der giver ethylen og ethanol, samt et relateret system til masseproduktion af katalysatoren.

Den pindsvin-formede katalysator udviklet af forskerholdet på KIST er i stand til at producere store mængder ethylen, et petroleumsbaseret stof, der bruges til at fremstille forskellige hverdagsprodukter, inklusive plast, syntetisk gummi, og byggematerialer. Katalysatoren har en række uregelmæssigt formede nåle og ligner et søpindsvin i udseende. Dette unikke design muliggør øget katalytisk aktivitet ved hjælp af de skarpe nålespidser. Brug af denne katalysator gav højere selektiv ethylenproduktion ved en lavere spænding end konventionelle kobberkatalysatorer, forbedrer udbyttet af ethylen med over 50%. I øvrigt, etablering af et masseproduktionssystem gennem stabling af flere lag CO ₂ konverteringsceller bekræfter potentialet for kommercialisering af katalysatoren.

Forskerholdet udførte forskellige realtidsanalyser (in-situ/operando) for at observere katalysatorens kemiske egenskaber under reaktioner. Deres resultater bekræftede, at kuldioxidomdannelseseffektiviteten steg som et resultat af det højere indhold af kobberhydroxid og kobberoxid på grund af de alkaliske stoffer, der var blevet tilsat holdets katalysator. Baseret på deres resultater, det blev identificeret, at forøgelse af andelen af ​​kobberhydroxid og kobberoxid under reaktioner er nøglen til at øge effektiviteten af ​​ethylenproduktion, som gav retning for design af katalysatoren i fremtidige undersøgelser.

Dr. Hyung-Suk Oh fra KIST sagde, "Denne undersøgelse har gjort os i stand til at forbedre ydeevnen og omfanget af elektrokemisk CO markant ₂ konverteringssystemer gennem udvikling af en søpindsvin-formet nanokobberkatalysator med tilsatte alkaliske stoffer til konverteringsapplikationer med store overfladearealer, som også præsenterede retning for fremtidig forskning og udvikling." Han nævnte også, at "resultaterne af denne undersøgelse forventes at yde et væsentligt bidrag til kommercialiseringen af ​​et elektrokemisk kuldioxidomdannelsessystem."