Entwicklung von Membran-Elektroden-Einheiten für die elektrochemische CO2-Reduktion

Die elektrochemische Reduktion von CO_­2 ist ein vielversprechendes Verfahren zur Nutzung von Kohlenstoffdioxid als Rohstoff für chemische Synthesen bei gleichzeitiger Senkung der CO₂-Emissionen. Abhängig vom eingesetzten Katalysatormaterial ist ein sehr breites Produktspektrum möglich. Der Fokus dieses Projektes liegt auf der Herstellung von Synthesegas (CO & H₂), welches für eine Vielzahl chemischer Prozesse als Edukt benötigt wird, z. B. für die Herstellung synthetischer Kraftstoffe mittels Fischer-Tropsch-Synthese, an Silber-Gasdiffusionselektroden (GDEs).  Diese GDE werden großtechnisch bereits als Sauerstoffverzehr-Kathoden in der Chlor-Alkali-Elektrolyse eingesetzt.

Um die Energieeffizienz des Prozesses weiter zu steigern, können die GDEs direkt mit der ebenfalls benötigten Membran verbunden werden. Durch den damit verbundenen Wegfall des Elektrolytspaltwiderstands können die Zellspannungen erheblich verringert werden. In diesem Projekt sollen die bekannten Silber-GDEs zu sogenannten Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs) weiterentwickelt und charakterisiert werden. Als Ergänzung zu elektrochemischen Messungen mit den entstandenen MEAs in einer Laboranlage soll ein GDE-Modell aus einem früheren Projekt auf das MEA-Konzept angepasst werden, um weitere Einblicke in das System zu gewinnen.