Νικητής του βραβείου Dr. Pellumbi: Επανάσταση στην ηλεκτρόλυση CO2!

Νικητής του βραβείου Dr. Pellumbi: Επανάσταση στην ηλεκτρόλυση CO2!

Ο Δρ Kevinjeorjios Pellumbi τιμήθηκε με το διδακτορικό του από το Chemistry & Energy Section of the Society of German Chemists (GDCh) στις 9 Απριλίου 2025. Το βραβείο του απονεμήθηκε για τη διατριβή του με τίτλο «Creating Holistic Pathways for the CO2 Electroreduction and Hydrogen Electrochemical». Δυστυχώς, ο Pellumbi δεν μπόρεσε να παραστεί στην τελετή απονομής στο Ντούισμπουργκ, και έτσι ο καθηγητής Dr. Ulf-Peter Apfel, ο διδακτορικός του επιβλέπων, δέχθηκε το βραβείο εκ μέρους του. Ο Apfel είναι επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας Inorganic Chemistry I και του τμήματος Ηλεκτροσύνθεσης στο Fraunhofer Institute for Environmental, Safety and Energy Technology UMSICHT στο Πανεπιστήμιο του Ρουρ.

Στο επιστημονικό του έργο, ο Πελλούμπη έχει συνεισφέρει πολύτιμες γνώσεις για την ενεργειακή μετάβαση, που δικαιολόγησε το βραβείο. Στην ομιλία του, ο Nils Bottke από την BASF SE επαίνεσε τη συνάφεια του έργου του Pellumbi που στοχεύει στις ηλεκτροκαταλυτικές τεχνολογίες. Αυτές οι τεχνολογίες είναι ζωτικής σημασίας για τη βιώσιμη παραγωγή χημικών και καυσίμων. Η Pellumbi υπογραμμίζει τις μεγάλες δυνατότητες της ηλεκτρόλυσης CO2 και των αντιδράσεων ηλεκτροχημικής υδρογόνωσης για τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και την ηλεκτροδότηση της χημικής βιομηχανίας.

Καινοτόμες προσεγγίσεις για τη μείωση του CO2

Ωστόσο, η βιομηχανική εφαρμογή αυτών των τεχνολογιών βρίσκεται ακόμη στα αρχικά της στάδια. Οι τρέχουσες προκλήσεις περιλαμβάνουν αργές και αναποτελεσματικές διαδρομές ανάπτυξης και την έλλειψη ισχυρών και οικονομικά αποδοτικών καταλυτών. Η Pellumbi μελετά πώς η ηλεκτρόλυση CO2 και οι αντιδράσεις ηλεκτροχημικής υδρογόνωσης μπορούν να βελτιστοποιηθούν για βιομηχανικές εφαρμογές. Σε αυτό το πλαίσιο, έχει καταθέσει πολλά διπλώματα ευρεσιτεχνίας, μεταξύ των οποίων ένα νέο στρώμα καταλύτη και ένα στρώμα διάχυσης αερίου.

Κεντρική πτυχή της ηλεκτροχημικής μείωσης του CO2 είναι η μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε χρησιμοποιήσιμα χημικά προϊόντα, η οποία έχει μεγάλη σημασία ενόψει της κλιματικής αλλαγής. Ο στόχος είναι να μειωθεί ειδικά το CO2 στην ατμόσφαιρα και να καταστεί αξιοποιήσιμο για την παραγωγή χημικών προϊόντων. Η εργασία σε αυτό το θέμα δείχνει μια σαφή τάση προς τη βελτιστοποίηση των υφιστάμενων ηλεκτρολυτικών συστημάτων αντί για την ανάπτυξη νέων καταλυτών και ηλεκτροδίων.

Τεχνολογικές εξελίξεις και προκλήσεις

Ένα ενθαρρυντικό παράδειγμα είναι ο ηλεκτρολύτης μηδενικού διαστήματος, ο οποίος ερευνάται από το Fraunhofer UMSICHT, το Πανεπιστήμιο του Ρουρ του Μπόχουμ και το RWTH του Άαχεν. Αυτός ο ηλεκτρολύτης χρησιμοποιεί έναν ηλεκτρολύτη στερεάς κατάστασης και έχει πλεονεκτήματα όπως υψηλή ενεργειακή απόδοση και καλή επεκτασιμότητα. Αυτό που είναι ιδιαίτερα σημαντικό είναι ότι αυτό το σύστημα δεν απαιτεί υγρό καθολύτη.

Σημαντική πρόοδος έχει σημειωθεί ελαχιστοποιώντας ειδικά την ωμική αντίσταση και βελτιώνοντας τη σταθερότητα και την απόδοση Faraday. Θα μπορούσε να επιτευχθεί σταθερότητα έως και 10 ωρών στα 3 V και 300 mA cm-2, η οποία αντιστοιχεί σε βελτίωση κατά τρεις φορές. Μια δημοσιευμένη μελέτη για την ηλεκτρόλυση μηδενικού διαστήματος αύξησε επίσης την απόδοση Faraday για CO από 14% σε πάνω από 60%.

Ωστόσο, η έρευνα έχει δείξει επίσης ότι υπάρχουν κρίσιμες παράμετροι όπως η διαχείριση του νερού που μπορούν να επηρεάσουν την απόδοση. Η υπερβολική παροχή νερού μπορεί να οδηγήσει σε πλημμύρα, ενώ η πολύ χαμηλή απόδοση της μεμβράνης ανταλλαγής ανιόντων μπορεί να μειώσει την απόδοση. Αυτά τα ευρήματα είναι ζωτικής σημασίας για την περαιτέρω ανάπτυξη της τεχνολογίας και για τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών ηλεκτρόλυσης.

Συνοψίζοντας, μπορούμε να πούμε ότι το έργο του Δρ. Πελλούμπη και οι εξελίξεις στον τομέα της ηλεκτρόλυσης CO2 δεν είναι μόνο σημαντικές για την επιστήμη, αλλά αντιπροσωπεύουν επίσης ένα σημαντικό βήμα προς μια βιώσιμη χημική βιομηχανία. Οι συνέργειες μεταξύ της ακαδημαϊκής έρευνας και της βιομηχανικής εφαρμογής γίνονται όλο και πιο σημαντικές.