Prisvinder Dr. Pellumbi: Revolution i CO2-elektrolyse!

Prisvinder Dr. Pellumbi: Revolution i CO2-elektrolyse!

Dr. Kevinjeorjios Pellumbi blev tildelt doktorgradsprisen fra Chemistry & Energy Section of the Society of German Chemists (GDCh) den 9. april 2025. Prisen blev givet til ham for hans afhandling med titlen "Creating Holistic Pathways for the CO2 Electroreduction and Electrochemical Hydrogenations". Desværre var Pellumbi ikke i stand til at deltage i prisoverrækkelsen i Duisburg, så prof. Dr. Ulf-Peter Apfel, hans ph.d.-vejleder, modtog prisen på hans vegne. Apfel er leder af forskningsgruppen for uorganisk kemi I og afdelingen for elektrosyntese ved Fraunhofer-instituttet for miljø-, sikkerheds- og energiteknologi UMSICHT ved Ruhr-universitetet.

Pellumbi har i sit videnskabelige arbejde bidraget med værdifuld indsigt i energiomstillingen, som begrundede prisen. Dr. I sin tale roste Nils Bottke fra BASF SE relevansen af ​​Pellumbis arbejde rettet mod elektrokatalytiske teknologier. Disse teknologier er afgørende for bæredygtig produktion af kemikalier og brændstoffer. Pellumbi fremhæver det store potentiale i CO2-elektrolyse og elektrokemiske hydrogeneringsreaktioner for at reducere drivhusgasemissioner og elektrificere den kemiske industri.

Innovative tilgange til CO2-reduktion

Den industrielle implementering af disse teknologier er dog stadig i sin tidlige fase. Nuværende udfordringer omfatter langsomme og ineffektive udviklingsruter og manglen på robuste og omkostningseffektive katalysatorer. Pellumbi studerer, hvordan CO2-elektrolyse og elektrokemiske hydrogeneringsreaktioner kan optimeres til industrielle anvendelser. I denne sammenhæng har han indgivet flere patenter, herunder for et nyt katalysatorlag og et gasdiffusionslag.

Et centralt aspekt af den elektrokemiske reduktion af CO2 er omdannelsen af ​​kuldioxid til brugbare kemiske produkter, hvilket er af stor betydning i lyset af klimaforandringerne. Målet er specifikt at reducere CO2 i atmosfæren og gøre den anvendelig til fremstilling af kemiske produkter. Arbejdet med dette emne viser en klar tendens til at optimere eksisterende elektrolytiske systemer i stedet for at udvikle nye katalysatorer og elektroder.

Teknologisk udvikling og udfordringer

Et opmuntrende eksempel er zero-gap elektrolysatoren, som undersøges af Fraunhofer UMSICHT, Ruhr University Bochum og RWTH Aachen. Denne elektrolysator bruger en solid-state elektrolyt og har fordele som høj energieffektivitet og god skalerbarhed. Det, der er særligt vigtigt, er, at dette system ikke kræver en flydende katolyt.

Der er gjort betydelige fremskridt ved specifikt at minimere ohmsk modstand og forbedre stabiliteten og Faraday-effektiviteten. Der kunne opnås stabilitet på op til 10 timer ved 3 V og 300 mA cm-2, hvilket svarer til en forbedring med en faktor tre. En offentliggjort undersøgelse om nul-gap elektrolyse øgede også Faraday-effektiviteten for CO fra 14 % til over 60 %.

Forskning har dog også vist, at der er kritiske parametre såsom vandforvaltning, der kan påvirke ydeevnen. For meget vandforsyning kan føre til oversvømmelse, mens for lav anionbyttermembranydelse kan reducere ydeevnen. Disse fund er afgørende for den videre udvikling af teknologien og for at optimere elektrolyseprocesserne.

Sammenfattende kan det siges, at Dr. Pellumbis arbejde og fremskridtene inden for CO2-elektrolyse ikke kun er vigtige for videnskaben, men også repræsenterer et vigtigt skridt mod en bæredygtig kemisk industri. Synergierne mellem akademisk forskning og industriel anvendelse bliver stadig vigtigere.