Prisvinner Dr. Pellumbi: Revolution in CO2 electrolysis!

Prisvinner Dr. Pellumbi: Revolution in CO2 electrolysis!

Dr. Kevinjeorjios Pellumbi ble tildelt doktorgradsprisen fra Chemistry & Energy Section of the Society of German Chemists (GDCh) 9. april 2025. Prisen ble gitt til ham for sin avhandling med tittelen "Creating Holistic Pathways for the CO2 Electroreduction and Electrochemical Hydrogenations". Dessverre var ikke Pellumbi i stand til å delta på prisutdelingen i Duisburg, så prof. Dr. Ulf-Peter Apfel, hans doktorgradsveileder, tok imot prisen på hans vegne. Apfel er leder for forskningsgruppen for uorganisk kjemi I og avdelingen for elektrosyntese ved Fraunhofer-instituttet for miljø-, sikkerhet- og energiteknologi UMSICHT ved Ruhr-universitetet.

I sitt vitenskapelige arbeid har Pellumbi bidratt med verdifull innsikt i energiomstillingen, som begrunnet prisen. Dr. I sin tale berømmet Nils Bottke fra BASF SE relevansen av Pellumbis arbeid rettet mot elektrokatalytiske teknologier. Disse teknologiene er avgjørende for bærekraftig produksjon av kjemikalier og drivstoff. Pellumbi fremhever det store potensialet til CO2-elektrolyse og elektrokjemiske hydrogeneringsreaksjoner for å redusere klimagassutslipp og elektrifisere den kjemiske industrien.

Innovative tilnærminger til CO2-reduksjon

Imidlertid er den industrielle implementeringen av disse teknologiene fortsatt i de tidlige stadiene. Nåværende utfordringer inkluderer langsomme og ineffektive utviklingsruter og mangelen på robuste og kostnadseffektive katalysatorer. Pellumbi studerer hvordan CO2-elektrolyse og elektrokjemiske hydrogeneringsreaksjoner kan optimaliseres for industrielle applikasjoner. I denne sammenhengen har han inngitt flere patenter, inkludert for et nytt katalysatorlag og et gassdiffusjonslag.

Et sentralt aspekt ved den elektrokjemiske reduksjonen av CO2 er omdannelsen av karbondioksid til brukbare kjemiske produkter, som er av stor betydning med tanke på klimaendringene. Målet er å spesifikt redusere CO2 i atmosfæren og gjøre den brukbar for produksjon av kjemiske produkter. Arbeid med dette emnet viser en klar trend mot å optimalisere eksisterende elektrolysesystemer i stedet for å utvikle nye katalysatorer og elektroder.

Teknologisk utvikling og utfordringer

Et oppmuntrende eksempel er nullgap-elektrolysatoren, som blir undersøkt av Fraunhofer UMSICHT, Ruhr-universitetet i Bochum og RWTH Aachen. Denne elektrolysatoren bruker en solid-state elektrolytt og har fordeler som høy energieffektivitet og god skalerbarhet. Det som er spesielt viktig er at dette systemet ikke krever en flytende katolytt.

Betydelig fremgang har blitt gjort ved å spesifikt minimere ohmsk motstand og forbedre stabiliteten og Faraday-effektiviteten. Stabilitet på opptil 10 timer ved 3 V og 300 mA cm-2 kunne oppnås, noe som tilsvarer en forbedring med en faktor på tre. En publisert studie om nullgap elektrolyse økte også Faraday-effektiviteten for CO fra 14 % til over 60 %.

Forskning har imidlertid også vist at det er kritiske parametere som vannforvaltning som kan påvirke ytelsen. For mye vanntilførsel kan føre til flom, mens for lav anionbyttermembranytelse kan redusere ytelsen. Disse funnene er avgjørende for den videre utviklingen av teknologien og for å optimalisere elektrolyseprosessene.

Oppsummert kan det sies at arbeidet til Dr. Pellumbi og fremskrittene innen CO2-elektrolyse ikke bare er viktig for vitenskapen, men også representerer et viktig skritt mot en bærekraftig kjemisk industri. Synergiene mellom akademisk forskning og industriell anvendelse blir stadig viktigere.