Balvas ieguvējs Dr. Pellumbi: Revolūcija CO2 elektrolīzē!

Balvas ieguvējs Dr. Pellumbi: Revolūcija CO2 elektrolīzē!

Dr. Kevinjeorjios Pellumbi 2025. gada 9. aprīlī saņēma Vācijas ķīmiķu biedrības (GDCh) Ķīmijas un enerģētikas nodaļas doktora grādu. Balva viņam tika piešķirta par disertāciju “Holistisku ceļu izveide CO2 elektroreducēšanai un elektroķīmiskai hidrogenēšanai”. Diemžēl Pellumbi nevarēja ierasties uz apbalvošanas ceremoniju Duisburgā, tāpēc viņa vārdā balvu pieņēma viņa doktora vadītājs prof. Dr. Ulfs-Pīters Apfels. Apfels ir Rūras universitātes Fraunhofera Vides, drošības un energotehnoloģiju institūta UMSICHT Neorganiskās ķīmijas I pētniecības grupas un Elektrosintēzes nodaļas vadītājs.

Savā zinātniskajā darbā Pellumbi ir sniedzis vērtīgu ieskatu enerģijas pārejā, kas attaisnoja balvu. Dr. Nils Bottke no BASF SE savā runā uzteica Pellumbi darba atbilstību elektrokatalītiskajām tehnoloģijām. Šīs tehnoloģijas ir ļoti svarīgas ilgtspējīgai ķīmisko vielu un degvielas ražošanai. Pellumbi uzsver CO2 elektrolīzes un elektroķīmiskās hidrogenēšanas reakciju lielo potenciālu, lai samazinātu siltumnīcefekta gāzu emisijas un elektrificētu ķīmisko rūpniecību.

Inovatīvas pieejas CO2 samazināšanai

Tomēr šo tehnoloģiju rūpnieciskā ieviešana joprojām ir sākuma stadijā. Pašreizējie izaicinājumi ietver lēnus un neefektīvus attīstības ceļus un izturīgu un rentablu katalizatoru trūkumu. Pellumbi pēta, kā CO2 elektrolīzi un elektroķīmiskās hidrogenēšanas reakcijas var optimizēt rūpnieciskiem lietojumiem. Šajā kontekstā viņš ir iesniedzis vairākus patentus, tostarp par jaunu katalizatora slāni un gāzes difūzijas slāni.

CO2 elektroķīmiskās samazināšanas centrālais aspekts ir oglekļa dioksīda pārvēršana izmantojamos ķīmiskos produktos, kas ir ļoti svarīgi, ņemot vērā klimata pārmaiņas. Mērķis ir īpaši samazināt CO2 atmosfērā un padarīt to izmantojamu ķīmisko produktu ražošanā. Darbs pie šīs tēmas parāda skaidru tendenci optimizēt esošās elektrolītisko sistēmu, nevis izstrādāt jaunus katalizatorus un elektrodus.

Tehnoloģiju attīstība un izaicinājumi

Iepriecinošs piemērs ir nulles spraugas elektrolizators, ko pēta Fraunhofer UMSICHT, Rūras Universitāte Bohumā un RWTH Aachen. Šis elektrolizators izmanto cietvielu elektrolītu, un tam ir tādas priekšrocības kā augsta energoefektivitāte un laba mērogojamība. Īpaši svarīgi ir tas, ka šai sistēmai nav nepieciešams šķidrs katolīts.

Ir panākts ievērojams progress, īpaši samazinot omu pretestību un uzlabojot stabilitāti un Faraday efektivitāti. Var sasniegt stabilitāti līdz 10 stundām pie 3 V un 300 mA cm-2, kas atbilst uzlabojumam trīs reizes. Publicēts pētījums par nulles spraugas elektrolīzi arī palielināja Faraday efektivitāti CO no 14% līdz vairāk nekā 60%.

Tomēr pētījumi ir arī parādījuši, ka ir kritiski parametri, piemēram, ūdens apsaimniekošana, kas var ietekmēt veiktspēju. Pārāk daudz ūdens var izraisīt applūšanu, savukārt pārāk zema anjonu apmaiņas membrānas veiktspēja var samazināt veiktspēju. Šie atklājumi ir ļoti svarīgi turpmākai tehnoloģijas attīstībai un elektrolīzes procesu optimizēšanai.

Rezumējot, var teikt, ka Dr. Pellmbi darbs un sasniegumi CO2 elektrolīzes jomā ir ne tikai nozīmīgi zinātnei, bet arī ir nozīmīgs solis ceļā uz ilgtspējīgu ķīmisko rūpniecību. Sinerģija starp akadēmisko pētniecību un rūpniecisko pielietojumu kļūst arvien svarīgāka.