Dobitnik nagrade Dr. Pellumbi: Revolucija u elektrolizi CO2!

Dobitnik nagrade Dr. Pellumbi: Revolucija u elektrolizi CO2!

Dr. Kevinjeorjios Pellumbi dobio je doktorsku nagradu Sekcije za kemiju i energiju Društva njemačkih kemičara (GDCh) 9. travnja 2025. Nagrada mu je dodijeljena za njegovu disertaciju pod naslovom "Stvaranje holističkih putova za elektroredukciju CO2 i elektrokemijske hidrogenacije". Nažalost, Pellumbi nije mogao nazočiti dodjeli nagrade u Duisburgu, pa je u njegovo ime nagradu preuzeo prof. dr. Ulf-Peter Apfel, njegov doktorski mentor. Apfel je voditelj istraživačke grupe za anorgansku kemiju I i odjela za elektrosintezu na Fraunhofer institutu za okoliš, sigurnost i energetsku tehnologiju UMSICHT na Sveučilištu Ruhr.

U svom znanstvenom radu Pellumbi je pridonio vrijednim spoznajama o energetskoj tranziciji, što je opravdalo nagradu. Dr. U svom govoru, Nils Bottke iz BASF SE pohvalio je relevantnost Pellumbijeva rada usmjerenog na elektrokatalitičke tehnologije. Te su tehnologije ključne za održivu proizvodnju kemikalija i goriva. Pellumbi ističe veliki potencijal elektrolize CO2 i reakcija elektrokemijske hidrogenacije za smanjenje emisija stakleničkih plinova i elektrifikaciju kemijske industrije.

Inovativni pristupi smanjenju CO2

Međutim, industrijska implementacija ovih tehnologija još je u ranoj fazi. Trenutačni izazovi uključuju spore i neučinkovite pravce razvoja te nedostatak robusnih i troškovno učinkovitih katalizatora. Pellumbi proučava kako se elektroliza CO2 i reakcije elektrokemijske hidrogenacije mogu optimizirati za industrijske primjene. U tom je kontekstu podnio nekoliko patenata, uključujući za novi sloj katalizatora i sloj za difuziju plina.

Središnji aspekt elektrokemijske redukcije CO2 je pretvorba ugljičnog dioksida u iskoristive kemijske proizvode, što je od velike važnosti s obzirom na klimatske promjene. Cilj je konkretno smanjiti CO2 u atmosferi i učiniti ga iskoristivim za proizvodnju kemijskih proizvoda. Rad na ovoj temi pokazuje jasan trend prema optimizaciji postojećih elektrolitičkih sustava umjesto razvoja novih katalizatora i elektroda.

Tehnološki razvoj i izazovi

Ohrabrujući primjer je zero-gap elektrolizator, koji istražuju Fraunhofer UMSICHT, Ruhrsko sveučilište Bochum i RWTH Aachen. Ovaj elektrolizer koristi elektrolit u čvrstom stanju i ima prednosti kao što su visoka energetska učinkovitost i dobra skalabilnost. Ono što je posebno važno je da ovaj sustav ne zahtijeva tekući katolit.

Postignut je značajan napredak minimiziranjem omskog otpora i poboljšanjem stabilnosti i Faradayeve učinkovitosti. Mogla se postići stabilnost do 10 sati pri 3 V i 300 mA cm-2, što odgovara poboljšanju za faktor tri. Objavljena studija o zero-gap elektrolizi također je povećala Faradayev učinak za CO sa 14% na preko 60%.

Međutim, istraživanja su također pokazala da postoje kritični parametri poput upravljanja vodom koji mogu utjecati na izvedbu. Previše opskrbe vodom može dovesti do poplava, dok premala učinkovitost anionske izmjenjivačke membrane može smanjiti učinkovitost. Ova saznanja su ključna za daljnji razvoj tehnologije i optimizaciju procesa elektrolize.

Ukratko, može se reći da rad dr. Pellumbi i napredak u području elektrolize CO2 nisu važni samo za znanost, već predstavljaju i važan korak prema održivoj kemijskoj industriji. Sinergije između akademskog istraživanja i industrijske primjene postaju sve važnije.