ProMet - CO2 zu Propen via eMethanol

Im Rahmen des vom BMBF geförderten Verbundprojektes ProMet sollte ein einstufiger elektrochemischer Prozess entwickelt werden, um CO₂ in industriell relevantem Maßstab zu Methanol umzuwandeln, welches in einem zweiten Prozessschritt zu Propen umgesetzt wird. Propen ist ein essentieller Rohstoff für die chemische Industrie und wird derzeit ausschließlich aus fossilen Quellen gewonnen. Die Nutzung von CO₂ als Rohstoff ist ein vielversprechender Ansatz zur Reduktion der Emissionen.

Durch die geringe Löslichkeit von CO₂ in wässrigen Lösungen können an herkömmlichen Elektroden nur sehr geringe Stromdichten erzielt werden, da es zu einer Stofftransportlimitierung kommt. Daher wurden Gasdiffusionselektroden (GDE) verwendet, die technisch relevante Stromdichten ermöglichen, indem CO₂ aus der Gasphase umgesetzt werden kann.

Abhängig vom eingesetzten Katalysatormaterial ist ein sehr breites Produktspektrum möglich. Allerdings ist die Selektivität hin zu Methanol zurzeit noch eine große Herausforderung, da die Reaktion kinetisch und mechanistisch deutlich anspruchsvoller ist als z.B. die Umwandlung zu Formiat oder CO. Daher sollten im Teilprojekt an der TU Clausthal neue Elektroden entwickelt werden, die mittels eines Nass-Sprühverfahrens hergestellt werden. Hierfür wurde zuerst ein Prüfstand aufgebaut, um die hergestellten GDEs zu charakterisieren. Ein weiteres Ziel der TU Clausthal war es, vorhandene mathematische Modelle für die GDE auf die Bedingungen der CO₂-Elektrolyse zu übertragen.