Die Forschenden stellen einen neuen Reaktor vor, der Kohlendioxid (CO2) unter Verwendung von unter Druck stehendem CO2 und reinem Wasser effizient in wertvolle Chemikalien umwandelt.
Carbon Management
Elektrochemische CO2-Reduktion mit industriellen Prozessen verbinden
Forschende haben einen Zero-Gap-Reaktor für die CO2-Elektrolyse mit einem Differenzdruck von bis zu 40 bar entwickelt.
Mithilfe der elektrochemischen CO2-Reduktion lässt sich der Kohlenstoffkreislauf schließen: Unvermeidbare Emissionen aus Betonproduktion oder Abfallverbrennung werden zu CO – und somit zum Ausgangspunkt für Chemikalien oder Kraftstoffe. Bei der industriellen Anwendung dieser Technologie lauert allerdings eine Hürde: Sie ist (bislang) nicht kompatibel mit der bestehenden Infrastruktur. Eine mögliche Lösung haben Forschende von Fraunhofer UMSICHT und Ruhr-Universität Bochum entwickelt: einen neuen Reaktor, der CO2 unter Verwendung von unter Druck stehendem CO2 und reinem Wasser effizient umwandelt.
„CO2 ist bereits fester Teil vieler industrieller Prozesse wie der Erdgasreformierung, der Ethylenoxid-Produktion und der Oxyfuel-Verbrennung“, erklärt Prof. Dr. Ulf-Peter Apfel, Leiter der Abteilung Elektrosynthese bei Fraunhofer UMSICHT und der Forschungsgruppe Anorganische Chemie an der Ruhr-Universität Bochum. „In diesen Prozessen steht das CO₂ entweder direkt im Anschluss unter Druck oder wird für die Speicherung und den Transport auf höhere Drücke komprimiert. Die Druckentlastung dieser CO2-Ströme für die Verwendung in der CO2-Elektrolyse erschwert die Integration elektrolytischer Technologien und führt zu weiteren energetischen Einbußen.“
Um diesen Schritt zu umgehen, haben die Forschenden einen Zero-Gap-Reaktor für die CO₂-Elektrolyse entwickelt, welcher mit einem Differenzdruck von bis zu 40 bar betrieben werden kann. Er beruht auf einem neuen Design und umfasst unter anderem eine neue mechanisch stabile Protonenaustauschmembran mit einer dünnen anionischen Deckschicht.
