Rewolucja w elektrolizie CO2: Efektywne rozwiązania dla przemysłu!

Rewolucja w elektrolizie CO2: Efektywne rozwiązania dla przemysłu!

Pilna potrzeba ograniczenia emisji CO2 w ostatnich latach znacznie przyspieszyła badania nad elektrolizą CO2. 12 czerwca 2025 r. zaprezentowano kompleksowy plan działania opisujący strategiczne podejścia do łączenia źródeł i pochłaniaczy CO2. Badanie przeprowadzone przez renomowane instytucje, takie jak Instytut Fraunhofera ds. Technologii Środowiska, Bezpieczeństwa i Energii UMSICHT, Forschungszentrum Jülich, RWTH Aachen i Uniwersytet Ruhr w Bochum, analizuje ponad 5000 publikacji na temat redukcji elektrycznej emisji CO2 i dostarcza cennych spostrzeżeń na temat przyszłego rozwoju tej technologii. Głośny news.rub.de Celem tego planu działania jest opracowanie scenariuszy zastosowań technologii elektrolizy CO2.

Rozważania obejmują różne obszary zainteresowania, w tym elektrolizę niskotemperaturową i wysokotemperaturową produktów takich jak tlenek węgla, kwas mrówkowy, a także etylen i etanol. W szczególności podkreśla się identyfikację odpowiednich źródeł punktowych i produktów odzyskiwania CO2 dla różnych scenariuszy łączenia. Głównym aspektem jest założenie, że źródła CO2 przechodzą przez trzy fazy: najpierw CO2 jest pozyskiwany bezpośrednio z przemysłowych źródeł punktowych, następnie następuje hybryda źródeł punktowych i bezpośredniego wychwytywania powietrza (DAC), aż do ostatecznego ustalenia, że ​​DAC jest głównym źródłem dostaw CO2 obok dużych emitentów.

Postęp i wyzwania technologiczne

Elektroliza wysokotemperaturowa (SOE) odgrywa kluczową rolę w przekształcaniu CO2 w syntetyczne węglowodory, co podkreśla się jako obiecujące podejście do zmniejszania zależności od paliw kopalnych. Głośny ikts.fraunhofer.de Literatura pokazuje, że elektroliza z użyciem pary wodnej i koelektroliza w temperaturach poniżej 800°C charakteryzują się dużą szybkością degradacji. Dlatego też firma Fraunhofer IKTS opracowała innowacyjne stosy CFY, które są wyposażone w aż 40 wysokowydajnych ESC w celu poprawy długoterminowej stabilności.

Za obiecujący uważa się również rozwój elektrolizerów o zerowej szczelinie. Systemy te oferują możliwość skutecznej elektrochemicznej redukcji CO2 ze gazów spalinowych lub atmosfery. Badanie przeprowadzone przez Uniwersytet Ruhr w Bochum i RWTH Aachen wykazało, że znaczny postęp można osiągnąć poprzez optymalizację stabilności i wydajności wytwarzanych substancji, takich jak tlenek węgla. Konstrukcja z zerową szczeliną minimalizuje rezystancję omową, co skutkuje wyższą gęstością prądu cząstkowego.

Skalowalność i optymalizacja

Kolejnym ważnym aspektem jest skalowalność istniejących systemów elektrolitycznych. Naukowcy identyfikują skalowalne procesy i ich wpływ na optymalizację w celu maksymalizacji efektywności redukcji emisji dwutlenku węgla. Należy zauważyć, że prosta zmiana orientacji ogniwa elektrolitycznego może mieć dramatyczny wpływ na wydajność. Stabilność elektrolizerów została znacznie poprawiona poprzez ukierunkowaną regulację do 10 godzin przy 3 V i 300 mA cm-2. Wydajność Faradaya w produkcji tlenku węgla można zwiększyć z 14% do ponad 60% w dwugodzinnej elektrolizie, co podkreśla skuteczność zastosowanych technologii, a także na round-technology.com jest zgłaszane.

Ogólnie rzecz biorąc, najnowsze osiągnięcia jasno pokazują, że elektroliza CO2 nie tylko stanowi kluczowy filar walki ze zmianami klimatycznymi, ale może również umożliwić liczne zastosowania przemysłowe. Potrzebę dalszych badań i rozwoju nowej współpracy postrzega się jako klucz do sukcesu tych technologii.