Palkinnon voittaja Dr. Pellumbi: Vallankumous CO2-elektrolyysissä!

Palkinnon voittaja Dr. Pellumbi: Vallankumous CO2-elektrolyysissä!

Tohtori Kevinjeorjios Pellumbille myönnettiin Saksan kemistien seuran (GDCh) Chemistry & Energy Section (GDCh) tohtoripalkinto 9. huhtikuuta 2025. Palkinto myönnettiin hänelle väitöskirjastaan ​​"Holistic Pathways for the CO2 Electroreduction and Electrochemical Hydrogenations". Valitettavasti Pellumbi ei päässyt osallistumaan Duisburgin palkintoseremoniaan, joten hänen tohtorinohjaajansa professori tohtori Ulf-Peter Apfel otti palkinnon vastaan ​​hänen puolestaan. Apfel on epäorgaanisen kemian I -tutkimusryhmän ja elektrosynteesiosaston johtaja Fraunhoferin ympäristö-, turvallisuus- ja energiateknologian instituutissa UMSICHT Ruhrin yliopistossa.

Tieteellisessä työssään Pellumbi on tuonut arvokkaita näkemyksiä energiamuutoksesta, mikä oikeuttaa palkinnon. Dr. Nils Bottke BASF SE:stä ylisti puheessaan Pellumbin elektrokatalyyttisiin teknologioihin tähtäävän työn merkitystä. Nämä tekniikat ovat ratkaisevan tärkeitä kemikaalien ja polttoaineiden kestävän tuotannon kannalta. Pellumbi korostaa CO2-elektrolyysin ja sähkökemiallisten hydrausreaktioiden suurta potentiaalia vähentää kasvihuonekaasupäästöjä ja sähköistää kemianteollisuutta.

Innovatiivisia lähestymistapoja CO2-päästöjen vähentämiseen

Näiden teknologioiden teollinen käyttöönotto on kuitenkin vielä alkuvaiheessa. Tämän hetken haasteita ovat hitaat ja tehottomat kehitysreitit sekä vankkojen ja kustannustehokkaiden katalyyttien puute. Pellumbi tutkii, kuinka CO2-elektrolyysiä ja sähkökemiallisia hydrausreaktioita voidaan optimoida teollisiin sovelluksiin. Tässä yhteydessä hän on jättänyt useita patentteja, mukaan lukien uudenlainen katalyyttikerros ja kaasudiffuusiokerros.

Hiilidioksidin sähkökemiallisen pelkistyksen keskeinen osa on hiilidioksidin muuttaminen käyttökelpoisiksi kemiallisiksi tuotteiksi, mikä on erittäin tärkeää ilmastonmuutoksen kannalta. Tavoitteena on erityisesti vähentää ilmakehän hiilidioksidia ja tehdä siitä käyttökelpoinen kemiallisten tuotteiden valmistukseen. Tätä aihetta koskeva työ osoittaa selkeän suuntauksen kohti olemassa olevien elektrolyysijärjestelmien optimointia uusien katalyyttien ja elektrodien kehittämisen sijaan.

Teknologinen kehitys ja haasteet

Rohkaiseva esimerkki on nollarakoelektrolysaattori, jota Fraunhofer UMSICHT, Ruhrin yliopisto Bochum ja RWTH Aachen tutkivat. Tämä elektrolysaattori käyttää solid-state-elektrolyyttiä, ja sen etuja ovat korkea energiatehokkuus ja hyvä skaalautuvuus. Erityisen tärkeää on, että tämä järjestelmä ei vaadi nestemäistä katolyyttiä.

Merkittävää edistystä on saavutettu erityisesti minimoimalla ohminen vastus ja parantamalla vakautta ja Faradayn tehokkuutta. Voidaan saavuttaa jopa 10 tunnin vakaus 3 V:lla ja 300 mA cm-2:lla, mikä vastaa kolminkertaista parannusta. Julkaistu tutkimus nollarakoelektrolyysistä nosti myös Faradayn CO:n tehokkuuden 14 prosentista yli 60 prosenttiin.

Tutkimukset ovat kuitenkin myös osoittaneet, että on olemassa kriittisiä parametreja, kuten vesihuolto, jotka voivat vaikuttaa suorituskykyyn. Liian paljon vettä voi johtaa tulviin, kun taas liian alhainen anioninvaihtokalvon suorituskyky voi heikentää suorituskykyä. Nämä havainnot ovat tärkeitä teknologian jatkokehityksen ja elektrolyysiprosessien optimoinnin kannalta.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tohtori Pellumbin työ ja edistysaskel CO2-elektrolyysin alalla eivät ole vain tärkeitä tieteelle, vaan ne ovat myös tärkeä askel kohti kestävää kemianteollisuutta. Synergiaet akateemisen tutkimuksen ja teollisen soveltamisen välillä ovat yhä tärkeämpiä.