{"id":58070,"date":"2018-11-07T07:23:36","date_gmt":"2018-11-07T06:23:36","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=58070"},"modified":"2021-09-09T21:32:50","modified_gmt":"2021-09-09T19:32:50","slug":"effiziente-elektrochemische-zellen-fuer-die-co2-konversion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/effiziente-elektrochemische-zellen-fuer-die-co2-konversion\/","title":{"rendered":"Effiziente elektrochemische Zellen f\u00fcr die CO<sub>2<\/sub>-Konversion"},"content":{"rendered":"<p>Wissenschaftler der Stanford University haben elektrochemische Zellen entwickelt, die aus CO2 gewonnenes Kohlenmonoxid (CO) effektiver und effizienter als bestehende Technologien in kommerziell verwertbare Verbindungen umwandeln. Ihre Forschung liefert eine neue Strategie zur Abtrennung von CO2 und deren Umwandlung in chemische Rohstoffe.<\/p>\n<p>Die CO2-Abtrennung aus Emissionsquellen ist eine attraktive Option zur Minderung des Klimawandels, aber es ist ein teurer Prozess, bei dem ein Produkt ohne kommerziellen Wert geerntet wird. Wissenschaftler k\u00f6nnen jedoch den Wert des abgefangenen CO2 durch Elektrolyse erh\u00f6hen, eine Technik, die mit Hilfe von elektrischem Strom Verbindungen abbauen und in w\u00fcnschenswerte Produkte wie Ethylen f\u00fcr die Polymerherstellung oder Acetat als Reagenz f\u00fcr die chemische Synthese umwandeln kann.<\/p>\n<p>&#8220;C2-Produkte wie Ethylen, Acetat und Ethanol sind von Natur aus wertvoller als C1-Produkte wie Methan, weil sie vielseitige chemische Rohstoffe sind&#8221;, sagt Senior-Autor Matthew Kanan, Associate Professor f\u00fcr Chemie an der Stanford University.<\/p>\n<p>W\u00e4hrend die Umwandlung von CO2 in CO bereits kommerziell m\u00f6glich ist, ist die Entwicklung einer Technologie, die aus CO bedarfsgerechte C2-Chemikalien im industriellen Ma\u00dfstab herstellen kann, immer noch eine Herausforderung. Die Elektrolyse muss CO mit hoher Geschwindigkeit in Produkte mit niedrigem Gesamtenergiebedarf umwandeln, um lebensf\u00e4hig zu sein. Bisherige elektrochemische Zellen ben\u00f6tigten einen gro\u00dfen \u00dcberschuss an CO, um eine hohe Elektrolyse-Rate zu erreichen, was zu verd\u00fcnnten Produkten f\u00fchrt, die konzentriert und gereinigt werden m\u00fcssen &#8211; ein Prozess, der mehr Energie ben\u00f6tigt (mit h\u00f6heren Kosten).<\/p>\n<p>Die von Kanan und seinem Team entwickelten elektrochemischen Zellen bek\u00e4mpfen diese Ineffizienzen mit einem modifizierten Design, das einen konzentrierten Strom von Ethylengas und eine Natriumacetatl\u00f6sung erzeugt, die 1.000 Mal konzentrierter ist als das mit fr\u00fcheren Zellen erhaltene Produkt. Die Zelle verwendet eine Gasdiffusionselektrode (GDE) in Kombination mit einem sorgf\u00e4ltig entwickelten Str\u00f6mungsfeld, das die Abgabe von CO an die Elektrodenoberfl\u00e4che und die Entfernung von Produkten erheblich verbessert. Das Team eliminierte auch den Bedarf an einer Elektrolytl\u00f6sung in der Zelle, indem es die GDE direkt mit einer Membran verband. Dadurch werden sowohl Ethylen als auch konzentrierte Acetatl\u00f6sung an der Elektrode produziert und in einem einzigen Dampfstrom aus der Zelle gefegt.<\/p>\n<p>&#8220;Vor dieser Arbeit war die Kombination aus hoher Elektrolyse, hoher CO-Konvertierung und konzentrierten Produktstr\u00f6men nicht erreicht worden&#8221;, sagt Kanan.<\/p>\n<p>Das Team skaliert derzeit ihren Prototyp, um festzustellen, ob das Design modifiziert werden muss, um im industriellen Ma\u00dfstab erfolgreich zu sein, und hofft, dass sie ihre CO-Elektrolysezellen schlie\u00dflich mit bestehenden Technologien zur Umwandlung von CO2 in CO kombinieren k\u00f6nnen. Das Ger\u00e4t kann auch f\u00fcr die Weltraumforschung n\u00fctzlich sein, insbesondere f\u00fcr Weltraummissionen, bei denen eine Nachversorgung von der Erde aus nicht m\u00f6glich ist. In Zusammenarbeit mit Forschern unter der Leitung von John Hogan am NASA Ames Research Center arbeitet das Team daran, die elektrochemische Synthese mit der mikrobiellen Biosynthese zu kombinieren, um das von Astronauten ausgeatmete CO2 in Lebensmittel und N\u00e4hrstoffe zu recyceln.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Originalver\u00f6ffentlichung:<\/p>\n<p>Donald S. Ripatti and Thomas R. Veltman and Matthew W. Kanan; &#8220;<a href=\"https:\/\/www.sciencedirect.com\/science\/article\/pii\/S2542435118304690\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Carbon Monoxide Gas Diffusion Electrolysis that Produces Concentrated C2 Products with High Single-Pass Conversion<\/a>&#8220;; Joule; 2018<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Wissenschaftler der Stanford University haben elektrochemische Zellen entwickelt, die aus CO2 gewonnenes Kohlenmonoxid (CO) effektiver und effizienter als bestehende Technologien in kommerziell verwertbare Verbindungen umwandeln. 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