Pristagaren Dr Pellumbi: Revolution in CO2 electrolysis!

Pristagaren Dr Pellumbi: Revolution in CO2 electrolysis!

Dr. Kevinjeorjios Pellumbi tilldelades doktorandpriset från Chemistry & Energy Section of the Society of German Chemists (GDCh) den 9 april 2025. Priset tilldelades honom för hans avhandling med titeln "Creating Holistic Pathways for the CO2 Electroreduction and Electrochemical Hydrogenations". Tyvärr kunde Pellumbi inte närvara vid prisutdelningen i Duisburg, så Prof. Dr. Ulf-Peter Apfel, hans doktorandhandledare, tog emot priset å hans vägnar. Apfel är chef för forskningsgruppen Oorganisk kemi I och avdelningen för elektrosyntes vid Fraunhofer-institutet för miljö, säkerhet och energiteknik UMSICHT vid Ruhruniversitetet.

Pellumbi har i sitt vetenskapliga arbete bidragit med värdefulla insikter om energiomställningen, vilket motiverade priset. Dr. I sitt tal berömde Nils Bottke från BASF SE relevansen av Pellumbis arbete inriktat på elektrokatalytisk teknologi. Dessa teknologier är avgörande för en hållbar produktion av kemikalier och bränslen. Pellumbi lyfter fram den stora potentialen med CO2-elektrolys och elektrokemiska hydreringsreaktioner för att minska utsläppen av växthusgaser och elektrifiera den kemiska industrin.

Innovativa metoder för att minska koldioxidutsläppen

Den industriella implementeringen av dessa tekniker är dock fortfarande i ett tidigt skede. Aktuella utmaningar inkluderar långsamma och ineffektiva utvecklingsvägar och bristen på robusta och kostnadseffektiva katalysatorer. Pellumbi studerar hur CO2-elektrolys och elektrokemiska hydrogeneringsreaktioner kan optimeras för industriella tillämpningar. I detta sammanhang har han lämnat in flera patent, bland annat för ett nytt katalysatorskikt och ett gasdiffusionsskikt.

En central aspekt av den elektrokemiska reduktionen av CO2 är omvandlingen av koldioxid till användbara kemiska produkter, vilket är av stor betydelse med tanke på klimatförändringarna. Målet är att specifikt minska CO2 i atmosfären och göra den användbar för tillverkning av kemiska produkter. Arbetet med detta ämne visar en tydlig trend mot att optimera befintliga elektrolytiska system istället för att utveckla nya katalysatorer och elektroder.

Teknisk utveckling och utmaningar

Ett uppmuntrande exempel är nollgap-elektrolysatorn, som undersöks av Fraunhofer UMSICHT, Ruhruniversitetet i Bochum och RWTH Aachen. Denna elektrolysator använder en solid-state elektrolyt och har fördelar som hög energieffektivitet och god skalbarhet. Vad som är särskilt viktigt är att detta system inte kräver en flytande katolyt.

Betydande framsteg har gjorts genom att specifikt minimera ohmskt motstånd och förbättra stabiliteten och Faradays effektivitet. Stabilitet på upp till 10 timmar vid 3 V och 300 mA cm-2 kunde uppnås, vilket motsvarar en förbättring med en faktor tre. En publicerad studie om nollgap elektrolys ökade också Faradays effektivitet för CO från 14 % till över 60 %.

Men forskning har också visat att det finns kritiska parametrar som vattenhantering som kan påverka prestandan. För mycket vattentillförsel kan leda till översvämningar, medan för låg prestanda i anjonbytesmembranet kan minska prestandan. Dessa fynd är avgörande för vidareutvecklingen av tekniken och för att optimera elektrolysprocesserna.

Sammanfattningsvis kan man säga att Dr. Pellumbis arbete och framstegen inom området CO2-elektrolys inte bara är viktiga för vetenskapen, utan också representerar ett viktigt steg mot en hållbar kemisk industri. Synergierna mellan akademisk forskning och industriell tillämpning blir allt viktigare.