{"id":163913,"date":"2025-06-04T07:35:00","date_gmt":"2025-06-04T05:35:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=163913"},"modified":"2025-05-30T11:55:31","modified_gmt":"2025-05-30T09:55:31","slug":"die-elektrochemische-co2-reduktion-mit-industriellen-prozessen-verbinden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/die-elektrochemische-co2-reduktion-mit-industriellen-prozessen-verbinden\/","title":{"rendered":"Die elektrochemische CO2-Reduktion mit industriellen Prozessen verbinden"},"content":{"rendered":"\n\n\n<p><strong>Mit Hilfe der elektrochemischen CO<sub>2<\/sub>-Reduktion l\u00e4sst sich der Kohlenstoffkreislauf schlie\u00dfen: Unvermeidbare Emissionen aus Betonproduktion oder Abfallverbrennung werden zu CO \u2013 und somit zum Ausgangspunkt f\u00fcr Chemikalien oder Kraftstoffe. Bei der industriellen Anwendung dieser Technologie lauert allerdings eine H\u00fcrde: Sie ist (bislang) nicht kompatibel mit der bestehenden Infrastruktur. Eine m\u00f6gliche L\u00f6sung haben Forschende von Fraunhofer UMSICHT und Ruhr-Universit\u00e4t Bochum entwickelt: ein neuer Reaktor, der CO<sub>2<\/sub>&nbsp;unter Verwendung von unter Druck stehendem CO<sub>2<\/sub>&nbsp;und reinem Wasser effizient umwandelt.<\/strong><\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter is-resized\"><a href=\"https:\/\/www.umsicht.fraunhofer.de\/de\/presse-medien\/pressemitteilungen\/2025\/differential-zero-gap-reaktor\/jcr:content\/fixedContent\/pressArticleParsys\/textblockwithpics\/imageComponent1\/image.img.4col.large.jpg\/1747804418640\/Differential-Zero-Gap-Reaktor-Teaser.jpg\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.umsicht.fraunhofer.de\/de\/presse-medien\/pressemitteilungen\/2025\/differential-zero-gap-reaktor\/jcr:content\/fixedContent\/pressArticleParsys\/textblockwithpics\/imageComponent1\/image.img.jpg\/1747804418640\/Differential-Zero-Gap-Reaktor-Teaser.jpg\" alt=\"Differential-Zero-Gap-Reaktor \" style=\"aspect-ratio:1.3333333333333333;width:659px;height:auto\" title=\"Differential-Zero-Gap-Reaktor \"\/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Die Forschenden stellen einen neuen Reaktor vor, der Kohlendioxid (CO<sub>2<\/sub>) unter Verwendung von unter Druck stehendem CO<sub>2<\/sub>\u00a0und reinem Wasser effizient in wertvolle Chemikalien umwandelt. \u00a9 Fraunhofer UMSICHT\/Mike Henning<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p>\u00bbCO<sub>2<\/sub>\u00a0ist bereits fester Teil vieler industrieller Prozesse wie der Erdgasreformierung, der Ethylenoxid-Produktion und der Oxyfuel-Verbrennung\u00ab, erkl\u00e4rt <strong>Prof. Ulf-Peter Apfel<\/strong>, Leiter der Abteilung\u00a0<a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.umsicht.fraunhofer.de\/de\/ueber-fraunhofer-umsicht\/abteilungen\/elektrosynthese.html\" target=\"_blank\">Elektrosynthese<\/a>\u00a0bei <strong>Fraunhofer UMSICHT<\/strong> und der Forschungsgruppe Anorganische Chemie an der <strong>Ruhr-Universit\u00e4t Bochum<\/strong>. \u00bbIn diesen Prozessen steht das CO\u2082 entweder direkt im Anschluss unter Druck oder wird f\u00fcr die Speicherung und den Transport auf h\u00f6here Dr\u00fccke komprimiert. Die Druckentlastung dieser CO<sub>2<\/sub>-Str\u00f6me f\u00fcr die Verwendung in der CO<sub>2<\/sub>-Elektrolyse erschwert die Integration elektrolytischer Technologien und f\u00fchrt zu weiteren energetischen Einbu\u00dfen.\u00ab<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>Um diesen Schritt zu umgehen, haben die Forschenden einen Zero-Gap-Reaktor f\u00fcr die CO\u2082-Elektrolyse entwickelt, welcher mit einem Differenzdruck von bis zu 40 bar betrieben werden kann. Er beruht auf einem neuen Design und umfasst u.a. eine neue mechanisch stabile Protonenaustauschmembran mit einer d\u00fcnnen anionischen Deckschicht. Dieses neue System erm\u00f6glicht die Erzeugung von Kohlenstoffbausteinen bei Differenzdr\u00fccken von 40 bar(g) und vereinfacht gleichzeitig die Konstruktion des Elektrolyseurs, da an der Anode nur reines Wasser zum Einsatz kommt. Weitere Highlights:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Der Differenzdruck erh\u00f6ht die Produktselektivit\u00e4t von CO auf 81 Prozent bei einer Stromdichte von 500 mA cm<sup>-2<\/sup>.<\/li>\n\n\n\n<li>Der Reaktor kann mit einem sehr niedrigen CO\u2082-\u00dcberschuss betrieben werden, sodass aktuell bis zu 25 Prozent des eingesetzten CO\u2082 in einem Durchlauf zu CO reduziert werden k\u00f6nnen.<\/li>\n\n\n\n<li>Hohe Produktselektivit\u00e4t von CO bei dem Betrieb mit der modifizierten Protonen\u00adaustauschmembran und reinem Wasser als Anolyt \u2013 auch bei hohen Stromdichten \u00fcber 300 mA cm<sup>-2<\/sup><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p>\u00bbDurch den Betrieb bei Differenzdr\u00fccken verbessert das System die Umwandlungsraten und die Stabilit\u00e4t erheblich, wodurch der Prozess nachhaltiger und effektiver wird\u00ab, fasst <strong>Ulf-Peter Apfel <\/strong>zusammen. \u00bbDiese Fortschritte erm\u00f6glichen die Integration der CO<sub>2<\/sub>-Umwandlung in bestehende chemische Industrien und f\u00f6rdern weitere Innovationen in der Katalysator- und Reaktortechnologie, wodurch umweltfreundlichere Methoden der chemischen Produktion gef\u00f6rdert werden.\u00ab<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>Die kompletten Ergebnisse der Forschenden sind im Artikel \u00bbDifferential Pressure CO<sub>2<\/sub>&nbsp;Electrolysis Opens the Way for Direct Coupling to Industrial Processes\u00ab in der Zeitschrift \u00bbChem Catalysis\u00ab nachzulesen:&nbsp;<a href=\"https:\/\/s.fhg.de\/CS78\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/s.fhg.de\/CS78<\/a>. Ein Patent f\u00fcr das neue Reaktordesign ist bereits angemeldet. Zudem soll die Technologie im Projekt \u00bb<a href=\"https:\/\/www.umsicht.fraunhofer.de\/de\/presse-medien\/pressemitteilungen\/2023\/gruenes-methanol-pilotanlage.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Leuna 100<\/a>\u00ab zur Anwendung kommen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Mit Hilfe der elektrochemischen CO2-Reduktion l\u00e4sst sich der Kohlenstoffkreislauf schlie\u00dfen: Unvermeidbare Emissionen aus Betonproduktion oder Abfallverbrennung werden zu CO \u2013 und somit zum Ausgangspunkt f\u00fcr Chemikalien oder Kraftstoffe. Bei der industriellen Anwendung dieser Technologie lauert allerdings eine H\u00fcrde: Sie ist (bislang) nicht kompatibel mit der bestehenden Infrastruktur. Eine m\u00f6gliche L\u00f6sung haben Forschende von Fraunhofer UMSICHT [&#8230;]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":163917,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"Forschende haben einen Zero-Gap-Reaktor f\u00fcr die CO2-Elektrolyse mit einem Differenzdruck von bis zu 40 bar entwickelt","footnotes":""},"categories":[5571],"tags":[12477,10744,14777,14083,11841,10743],"supplier":[303,1806],"class_list":["post-163913","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-co2-based","tag-biochemikalien","tag-carboncapture","tag-elektrochemie","tag-elektrolyse","tag-kreislaufwirtschaft","tag-useco2","supplier-fraunhofer-institut-fuer-umwelt-sicherheits-und-energietechnik-umsicht","supplier-ruhr-universitaet-bochum"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/163913","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=163913"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/163913\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media\/163917"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=163913"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=163913"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=163913"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=163913"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}