Revolutie in CO2-elektrolyse: efficiënte oplossingen voor de industrie!

Revolutie in CO2-elektrolyse: efficiënte oplossingen voor de industrie!

De urgentie van het terugdringen van de CO2-uitstoot heeft het onderzoek naar CO2-elektrolyse de afgelopen jaren aanzienlijk bevorderd. Op 12 juni 2025 werd een alomvattende routekaart gepresenteerd die strategische benaderingen beschrijft voor het koppelen van CO2-bronnen en -putten. De studie, uitgevoerd door gerenommeerde instellingen zoals het Fraunhofer Instituut voor Milieu-, Veiligheids- en Energietechnologie UMSICHT, het Forschungszentrum Jülich, de RWTH Aachen en de Ruhr Universiteit Bochum, analyseert meer dan 5.000 publicaties over CO2-elektrische reductie en biedt waardevolle inzichten in de toekomstige ontwikkeling van deze technologie. Luidruchtig nieuws.rub.de Het doel van deze roadmap is het ontwikkelen van toepassingsscenario’s voor CO2-elektrolysetechnologieën.

De overwegingen bestrijken verschillende aandachtsgebieden, waaronder elektrolyse bij lage en hoge temperatuur voor producten als koolmonoxide, mierenzuur, maar ook ethyleen en ethanol. In het bijzonder wordt de nadruk gelegd op de identificatie van relevante puntbronnen en CO2-terugwinningsproducten voor verschillende koppelingsscenario's. Een centraal aspect is de veronderstelling dat CO2-bronnen drie fasen doorlopen: ten eerste wordt CO2 rechtstreeks verkregen uit industriële puntbronnen, gevolgd door een hybride van puntbronnen en directe luchtafvang (DAC), totdat DAC uiteindelijk naast grote uitstoters de primaire CO2-toevoerbron wordt.

Technologische vooruitgang en uitdagingen

Hogetemperatuurelektrolyse (SOE) speelt een cruciale rol bij het omzetten van CO2 in synthetische koolwaterstoffen, wat wordt benadrukt als een veelbelovende aanpak om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen. Luidruchtig ikts.fraunhofer.de Uit de literatuur blijkt dat elektrolyse met stoom en co-elektrolyse bij temperaturen onder de 800 °C met hoge afbraaksnelheden worden geconfronteerd. Fraunhofer IKTS heeft daarom innovatieve CFY-stacks ontwikkeld die zijn uitgerust met maximaal 40 krachtige ESC's om de stabiliteit op lange termijn te verbeteren.

Ook de ontwikkeling van zero-gap-elektrolysers wordt als veelbelovend gezien. Deze systemen bieden de mogelijkheid om CO2 uit uitlaatgassen of de atmosfeer efficiënt elektrochemisch te verminderen. Uit een onderzoek van de Ruhruniversiteit Bochum en RWTH Aachen is gebleken dat er aanzienlijke vooruitgang kan worden geboekt door de stabiliteit en efficiëntie van de geproduceerde stoffen, zoals koolmonoxide, te optimaliseren. De zero-gap-constructie minimaliseert de ohmse weerstand, wat resulteert in hogere gedeeltelijke stroomdichtheden.

Schaalbaarheid en optimalisatie

Een ander belangrijk aspect is de schaalbaarheid van bestaande elektrolytische systemen. Onderzoekers identificeren schaalbare processen en hun implicaties voor optimalisatie om de efficiëntie van koolstofreductie te maximaliseren. Opgemerkt moet worden dat een eenvoudige verandering in de oriëntatie van de elektrolytische cel een dramatische impact op de prestaties kan hebben. De stabiliteit van de elektrolysers werd aanzienlijk verbeterd door gerichte aanpassingen tot 10 uur bij 3 V en 300 mA cm-2. De Faraday-efficiëntie voor de productie van koolmonoxide zou kunnen worden verhoogd van 14% naar ruim 60% in een twee uur durende elektrolyse, wat de effectiviteit van de gebruikte technologieën onderstreept, evenals op circulaire technologie.com wordt gerapporteerd.

Over het geheel genomen maken de laatste ontwikkelingen duidelijk dat CO2-elektrolyse niet alleen een belangrijke pijler is in de strijd tegen de klimaatverandering, maar ook tal van industriële toepassingen mogelijk kan maken. De behoefte aan verder onderzoek en de ontwikkeling van nieuwe samenwerkingen worden gezien als de sleutel tot het succes van deze technologieën.