Een van de belangrijkste oorzaken van de opwarming van de aarde is de uitstoot van koolstofdioxide. Eén mogelijke remedie is de elektrochemische omzetting van kooldioxide in nuttigere moleculen zoals koolmonoxide, mierenzuur en koolwaterstoffen. Ze spelen een cruciale rol bij de productie van chemicaliën en brandstoffen. De reactie heeft echter nog steeds een aanzienlijke energiebehoefte.
Om een efficiënte elektrochemische reductie van CO2 te bereiken, zijn er onlangs aanzienlijke technologische ontwikkelingen op het gebied van katalysatoreigenschappen, elektrodeontwerp en elektrolytsamenstelling gerapporteerd. Er moeten echter nog verschillende uitdagingen worden aangepakt voordat de technologie commercieel aantrekkelijk is, vooral in verband met waterige elektrolyten.
In samenwerking met Shell hebben wetenschappers van de Universiteit Twente ontwikkelde een nieuw mechanisme dat de omzetting van kooldioxide in koolmonoxide mogelijk maakt. Wetenschappers hebben nieuwe moleculen ontworpen en een nieuwe route voor CO2-omzetting geïnnoveerd.
Deze nieuwe moleculen kunnen helpen bij de elektrochemische omzetting van kooldioxide.
UT Ph.D. student en hoofdauteur Sobhan Neyrizi zei, “Onze moleculen fungeren als co-katalysatoren die de energiebehoefte van de reactie voor een groot deel verminderen. We zouden ook ontwerpprincipes kunnen voorstellen voor het ontwikkelen van efficiëntere moleculen.”
[ingesloten inhoud][ingesloten inhoud]
“In de elektrochemie worden elektronen gebruikt als goedkope energiebron. Maar het overbrengen van elektronen naar kooldioxide – de belangrijkste stap die nodig is voor de conversie – vergt te veel energie. De benodigde energie kan drastisch worden verminderd door protonen en elektronen tegelijkertijd over te brengen naar koolstofdioxidemoleculen. De ontworpen co-katalysatoren maken deze gelijktijdige overdracht op een oppervlak van goud mogelijk.”
“We zouden een efficiëntie van 100% kunnen bereiken voor de conversie, wat betekent dat alle elektronen die we in de reactie stoppen, worden gebruikt.”
Journal Reference:
- Sobhan Neyrizi, Joep Kiewiet, Mark A. Hempenius en Guido Mul*. Wat er nodig is voor imidazoliumkationen om de elektrochemische reductie van CO2 te bevorderen. American Chemical Society DOI: 10.1021/acsenergylett.2c01372
