Premijos laureatas Dr. Pellmbi: CO2 elektrolizės revoliucija!

Premijos laureatas Dr. Pellmbi: CO2 elektrolizės revoliucija!

2025 m. balandžio 9 d. dr. Kevinjeorjios Pellumbi Vokietijos chemikų draugijos (GDCh) Chemijos ir energetikos skyriaus buvo apdovanotas daktaro laipsniu. Apdovanojimas jam įteiktas už disertaciją „Holistinių CO2 elektroredukcijos ir elektrocheminių hidrinimo būdų kūrimas“. Deja, Pellumbi negalėjo dalyvauti apdovanojimo ceremonijoje Duisburge, todėl jo vardu apdovanojimą priėmė jo doktorantūros vadovas prof. dr. Ulf-Peter Apfel. Apfel yra Rūro universiteto Fraunhoferio aplinkos, saugos ir energijos technologijų instituto UMSICHT Neorganinės chemijos I tyrimų grupės ir Elektrosintezės skyriaus vadovas.

Savo moksliniame darbe Pellumbi įnešė vertingų įžvalgų apie energijos perėjimą, o tai pateisino apdovanojimą. Dr. Nils Bottke iš BASF SE savo kalboje gyrė Pellumbi darbo, skirto elektrokatalizinėms technologijoms, svarbą. Šios technologijos yra labai svarbios tvariai cheminių medžiagų ir degalų gamybai. Pellumbi pabrėžia didelį CO2 elektrolizės ir elektrocheminio hidrinimo reakcijų potencialą mažinant šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisiją ir elektrifikuojant chemijos pramonę.

Inovatyvūs CO2 mažinimo metodai

Tačiau pramoninis šių technologijų diegimas vis dar yra pradiniame etape. Dabartiniai iššūkiai yra lėti ir neefektyvūs plėtros būdai ir patikimų bei ekonomiškų katalizatorių trūkumas. Pellambi tiria, kaip CO2 elektrolizės ir elektrocheminės hidrinimo reakcijos gali būti optimizuotos pramoninėms reikmėms. Šiame kontekste jis pateikė keletą patentų, įskaitant naują katalizatoriaus sluoksnį ir dujų difuzijos sluoksnį.

Pagrindinis elektrocheminio CO2 mažinimo aspektas yra anglies dioksido pavertimas tinkamais cheminiais produktais, o tai labai svarbu atsižvelgiant į klimato kaitą. Tikslas yra specialiai sumažinti CO2 kiekį atmosferoje ir padaryti jį tinkamu cheminių produktų gamybai. Darbas šia tema rodo aiškią tendenciją optimizuoti esamas elektrolitines sistemas, o ne kurti naujus katalizatorius ir elektrodus.

Technologijų raida ir iššūkiai

Drąsinamas pavyzdys yra nulinio tarpo elektrolizatorius, kurį tiria Fraunhofer UMSICHT, Rūro universitetas Bochum ir RWTH Aachen. Šis elektrolizatorius naudoja kietojo kūno elektrolitą ir turi tokius privalumus kaip didelis energijos vartojimo efektyvumas ir geras mastelio keitimas. Ypač svarbu tai, kad šiai sistemai nereikia skysto katolito.

Didelė pažanga padaryta specialiai sumažinus ominį pasipriešinimą ir pagerinant stabilumą bei Faradėjaus efektyvumą. Galima pasiekti iki 10 valandų stabilumą esant 3 V ir 300 mA cm-2, o tai atitinka pagerėjimą tris kartus. Paskelbtas nulinio tarpo elektrolizės tyrimas taip pat padidino Faradėjaus CO efektyvumą nuo 14% iki daugiau nei 60%.

Tačiau tyrimai taip pat parodė, kad yra kritinių parametrų, tokių kaip vandens valdymas, kurie gali turėti įtakos našumui. Per didelis vandens tiekimas gali sukelti potvynį, o per mažas anijonų mainų membranos veikimas gali sumažinti našumą. Šios išvados yra labai svarbios tolesniam technologijos vystymui ir elektrolizės procesų optimizavimui.

Apibendrinant galima teigti, kad daktaro Pellumbi darbai ir pažanga CO2 elektrolizės srityje yra svarbūs ne tik mokslui, bet ir yra svarbus žingsnis tvarios chemijos pramonės link. Akademinių tyrimų ir pramoninio pritaikymo sinergija tampa vis svarbesnė.