Il vincitore del premio Dr. Pellumbi: Rivoluzione nell'elettrolisi della CO2!

Il vincitore del premio Dr. Pellumbi: Rivoluzione nell'elettrolisi della CO2!

Il 9 aprile 2025 il Dr. Kevinjeorjios Pellumbi ha ricevuto il premio di dottorato dalla Sezione di Chimica ed Energia della Società dei Chimici Tedeschi (GDCh). Il premio gli è stato assegnato per la sua tesi dal titolo "Creazione di percorsi olistici per l'elettroriduzione della CO2 e le idrogenazioni elettrochimiche". Purtroppo Pellumbi non ha potuto presenziare alla cerimonia di premiazione a Duisburg, quindi il Prof. Dr. Ulf-Peter Apfel, il suo supervisore del dottorato, ha ritirato il premio a suo nome. Apfel è a capo del gruppo di ricerca di Chimica Inorganica I e del dipartimento di Elettrosintesi presso l'Istituto Fraunhofer per le tecnologie ambientali, di sicurezza e energetiche UMSICHT dell'Università della Ruhr.

Nel suo lavoro scientifico, Pellumbi ha contribuito con preziose conoscenze sulla transizione energetica, che hanno giustificato il premio. Dr. Nel suo discorso, Nils Bottke di BASF SE ha elogiato l'importanza del lavoro di Pellumbi rivolto alle tecnologie elettrocatalitiche. Queste tecnologie sono cruciali per la produzione sostenibile di prodotti chimici e combustibili. Pellumbi evidenzia il grande potenziale dell’elettrolisi della CO2 e delle reazioni di idrogenazione elettrochimica per ridurre le emissioni di gas serra ed elettrizzare l’industria chimica.

Approcci innovativi alla riduzione della CO2

Tuttavia, l’implementazione industriale di queste tecnologie è ancora nelle fasi iniziali. Le sfide attuali includono percorsi di sviluppo lenti e inefficienti e la mancanza di catalizzatori robusti ed economicamente vantaggiosi. Pellumbi sta studiando come ottimizzare le reazioni di elettrolisi della CO2 e di idrogenazione elettrochimica per applicazioni industriali. In questo contesto ha depositato diversi brevetti, tra cui quelli per un nuovo strato catalitico e uno strato di diffusione del gas.

Un aspetto centrale della riduzione elettrochimica della CO2 è la conversione dell’anidride carbonica in prodotti chimici utilizzabili, che è di grande importanza in vista del cambiamento climatico. L’obiettivo è ridurre in modo mirato la CO2 presente nell’atmosfera e renderla utilizzabile per la produzione di prodotti chimici. Il lavoro su questo argomento mostra una chiara tendenza verso l'ottimizzazione dei sistemi elettrolitici esistenti invece di sviluppare nuovi catalizzatori ed elettrodi.

Sviluppi e sfide tecnologiche

Un esempio incoraggiante è l'elettrolizzatore a gap zero, su cui stanno studiando il Fraunhofer UMSICHT, l'Università della Ruhr di Bochum e la RWTH Aachen. Questo elettrolizzatore utilizza un elettrolita a stato solido e presenta vantaggi come elevata efficienza energetica e buona scalabilità. Ciò che è particolarmente importante è che questo sistema non richiede un catolito liquido.

Sono stati compiuti progressi significativi riducendo specificamente al minimo la resistenza ohmica e migliorando la stabilità e l'efficienza di Faraday. È stata raggiunta una stabilità fino a 10 ore a 3 V e 300 mA cm-2, il che corrisponde ad un miglioramento di un fattore tre. Uno studio pubblicato sull’elettrolisi a gap zero ha inoltre aumentato l’efficienza di Faraday per la CO dal 14% a oltre il 60%.

Tuttavia, la ricerca ha anche dimostrato che esistono parametri critici come la gestione dell’acqua che possono influenzare le prestazioni. Una fornitura eccessiva di acqua può causare allagamenti, mentre una prestazione della membrana a scambio anionico troppo bassa può ridurre le prestazioni. Questi risultati sono cruciali per l’ulteriore sviluppo della tecnologia e per l’ottimizzazione dei processi di elettrolisi.

In sintesi, si può affermare che il lavoro del Dr. Pellumbi e i progressi nel campo dell’elettrolisi della CO2 non sono solo importanti per la scienza, ma rappresentano anche un passo importante verso un’industria chimica sostenibile. Le sinergie tra ricerca accademica e applicazione industriale stanno diventando sempre più importanti.