Van hoge atmosferische concentraties CO2 tot nieuwe duurzame oplossingen: MIT creëerde een elektrode die koolstof omzet in ethyleen en andere verbindingen
De kooldioxideconcentraties in de atmosfeer hebben recordniveaus bereikt, namelijk i 420 ppm in 2023zo meldt de Verenigde Naties. Om de effecten van overtollig CO2 op het mondiale klimaat tegen te gaan, is het niet alleen essentieel om de uitstoot te verminderen, maar ook om effectieve methoden te ontwikkelen om deze stof op te vangen en om te zetten in nuttige producten. Onder de opkomende oplossingen valt de innovatieve technologie op, ontwikkeld door MIT-onderzoekers, die gebruik maakt van een Op teflon en koper gebaseerde elektrode om CO2 om te zetten in stoffen als ethyleen.
De nieuwe technologie van MIT is een voorbeeld van baanbrekende techniek. Het hart van het systeem is een gasdiffusie-elektrode, bestaande uit een elektrolytoplossing op waterbasis en een katalysatormateriaal. Ontwerp echter een elektrode die kan combineren uitstekende elektrische geleidbaarheid en hydrofobe eigenschappen bleken een aanzienlijke uitdaging te zijn. Na maanden van experimenteren vond het team de optimale oplossing: gebruik de PTFE (bekend als Teflon) om hydrofobiciteit te garanderen en dit aan te vullen met fijne koperdraden, geweven om de geleidbaarheid te verbeteren.
Van CO2 naar ethyleen: een toepassing met meerdere industriële kansen
Met de door MIT ontwikkelde elektrode kan kooldioxide worden omgezet in ethyleeneen belangrijke chemische verbinding die wordt gebruikt bij de productie van brandstoffen en kunststoffen. Het proces, gebaseerd op een elektrochemische omzetting, zou kunnen worden uitgebreid naar de productie van andere waardevolle stoffen zoals methaan, methanol en koolmonoxide. Gezien het feit dat de prijs van ethyleen in 2023 rond was € 850 per ton Volgens Statista belooft deze technologie een sterke economische impact te hebben, waardoor koolstofafvang voordeliger wordt vergeleken met de huidige opslagkosten, die variëren tussen 40 en 200 €/tonzoals gerapporteerd door Ifri.
De eerste elektrodeprototypes, gemaakt met een formaat van 2,5 cmhebben een belangrijke correlatie benadrukt tussen de apparaatgrootte en de efficiëntie ervan. Daaropvolgende tests met grotere elektroden toonden aan dat de geleidbaarheid afneemt in verhouding tot de schaal van het systeem. Om dit probleem te ondervangen, berekenden de onderzoekers de optimale afstand tussen koperdraden en identificeerden zo een strategie om de prestaties van grootschalige toepassingen te verbeteren.
