Ganador del premio Dr. Pelumbi: ¡Revolución en la electrólisis de CO2!

Ganador del premio Dr. Pelumbi: ¡Revolución en la electrólisis de CO2!

El Dr. Kevinjeorjios Pellumbi recibió el premio de doctorado de la Sección de Química y Energía de la Sociedad de Químicos Alemanes (GDCh) el 9 de abril de 2025. El premio le fue otorgado por su disertación titulada “Creación de vías holísticas para la electrorreducción de CO2 y las hidrogenaciones electroquímicas”. Desafortunadamente, Pellumbi no pudo asistir a la ceremonia de entrega de premios en Duisburg, por lo que el Prof. Dr. Ulf-Peter Apfel, su supervisor doctoral, aceptó el premio en su nombre. Apfel es jefe del grupo de investigación Química Inorgánica I y del departamento de Electrosíntesis del Instituto Fraunhofer de Tecnología Ambiental, Seguridad y Energía UMSICHT de la Universidad del Ruhr.

En su trabajo científico, Pelumbi ha aportado valiosos conocimientos sobre la transición energética, que justificaron el premio. El Dr. Nils Bottke de BASF SE elogió en su discurso la relevancia del trabajo de Pellumbi dirigido a las tecnologías electrocatalíticas. Estas tecnologías son cruciales para la producción sostenible de productos químicos y combustibles. Pelumbi destaca el gran potencial de la electrólisis del CO2 y de las reacciones electroquímicas de hidrogenación para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y electrificar la industria química.

Enfoques innovadores para la reducción de CO2

Sin embargo, la implementación industrial de estas tecnologías aún se encuentra en sus primeras etapas. Los desafíos actuales incluyen rutas de desarrollo lentas e ineficientes y la falta de catalizadores sólidos y rentables. Pelumbi está estudiando cómo se pueden optimizar las reacciones de electrólisis y hidrogenación electroquímica de CO2 para aplicaciones industriales. En este contexto, ha presentado varias patentes, entre ellas una nueva capa de catalizador y una capa de difusión de gas.

Un aspecto central de la reducción electroquímica de CO2 es la conversión de dióxido de carbono en productos químicos utilizables, lo cual es de gran importancia en vista del cambio climático. El objetivo es reducir específicamente el CO2 en la atmósfera y hacerlo utilizable para la producción de productos químicos. El trabajo sobre este tema muestra una clara tendencia hacia la optimización de los sistemas electrolíticos existentes en lugar de desarrollar nuevos catalizadores y electrodos.

Desarrollos y desafíos tecnológicos

Un ejemplo alentador es el electrolizador de espacio cero, que está siendo investigado por el Fraunhofer UMSICHT, la Universidad del Ruhr en Bochum y la RWTH Aachen. Este electrolizador utiliza un electrolito de estado sólido y tiene ventajas como una alta eficiencia energética y una buena escalabilidad. Lo que es particularmente importante es que este sistema no requiere un catolito líquido.

Se han logrado avances significativos minimizando específicamente la resistencia óhmica y mejorando la estabilidad y la eficiencia de Faraday. Se podría alcanzar una estabilidad de hasta 10 horas a 3 V y 300 mA cm-2, lo que corresponde a una mejora de un factor de tres. Un estudio publicado sobre electrólisis de espacio cero también aumentó la eficiencia de Faraday para CO del 14% a más del 60%.

Sin embargo, las investigaciones también han demostrado que existen parámetros críticos, como la gestión del agua, que pueden influir en el rendimiento. Demasiado suministro de agua puede provocar inundaciones, mientras que un rendimiento demasiado bajo de la membrana de intercambio aniónico puede reducir el rendimiento. Estos hallazgos son cruciales para un mayor desarrollo de la tecnología y para optimizar los procesos de electrólisis.

En resumen, se puede decir que el trabajo del Dr. Pellumbi y los avances en el campo de la electrólisis de CO2 no sólo son importantes para la ciencia, sino que también representan un paso importante hacia una industria química sostenible. Las sinergias entre la investigación académica y la aplicación industrial son cada vez más importantes.