Einer der Hauptverursacher der globalen Erwärmung ist die Freisetzung von Kohlendioxid. Ein mögliches Heilmittel ist die elektrochemische Umwandlung von Kohlendioxid in nützlichere Moleküle wie Kohlenmonoxid, Ameisensäure und Kohlenwasserstoffe. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von Chemikalien und Kraftstoffen. Die Reaktion erfordert jedoch immer noch einen erheblichen Energiebedarf.
Um eine effiziente elektrochemische Reduktion von CO2 zu erreichen, wurden kürzlich bedeutende technologische Fortschritte bei den Katalysatoreigenschaften, dem Elektrodendesign und der Elektrolytzusammensetzung berichtet. Allerdings müssen noch einige Herausforderungen bewältigt werden, bevor die Technologie kommerziell attraktiv wird, insbesondere im Zusammenhang mit wässrigen Elektrolyten.
In Zusammenarbeit mit Shell haben Wissenschaftler der Universität Twente einen neuen Mechanismus entwickelt, der die Umwandlung von Kohlendioxid in Kohlenmonoxid ermöglicht. Wissenschaftler entwickelten neuartige Moleküle und entwickelten einen neuen Weg für die CO2-Umwandlung.
Diese neuen Moleküle können dabei helfen elektrochemische Umwandlung von Kohlendioxid.
UT Ph.D. Student und Hauptautor Sobhan Neyrizi sagte, „Unsere Moleküle fungieren als Co-Katalysatoren, die den Energiebedarf der Reaktion erheblich reduzieren. Wir könnten auch Designprinzipien für die Entwicklung effizienterer Moleküle vorschlagen.“
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„In der Elektrochemie werden Elektronen als günstige Energiequelle genutzt. Aber Elektronen übertragen auf Kohlendioxid – der entscheidende Schritt für die Umwandlung – erfordert zu viel Energie. Durch die gleichzeitige Übertragung von Protonen und Elektronen auf Kohlendioxidmoleküle kann der Energiebedarf drastisch reduziert werden. Die entwickelten Co-Katalysatoren ermöglichen diese gleichzeitige Übertragung auf einer Goldoberfläche.“
„Wir konnten bei der Umwandlung einen Wirkungsgrad von 100 % erreichen, was bedeutet, dass alle Elektronen, die wir in die Reaktion einbringen, genutzt werden.“
Journal Referenz:
- Sobhan Neyrizi, Joep Kiewiet, Mark A. Hempenius und Guido Mul*. Was es braucht, damit Imidazoliumkationen die elektrochemische Reduktion von CO2 fördern. American Chemical Society. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c01372
