Elektrochemische CO2-Reduktion an bipolaren Membran-Elektroden-Einheiten

Die elektrochemische CO2-Reduktion ist ein Elektrolyseprozess mit dem überschüssiges CO2 in wertvolle Chemikalien umgewandelt werden kann, um den Kohlenstoffkreislauf zu schließen, z. B. durch die Produktion von Kohlenstoffmonoxid an Silberkatalysatoren.

Ein vielversprechender Aufbau für den Prozess beinhaltet Membran-Elektroden-Einheiten (MEA), die durch das Vermeiden von Elektrolytspalten zwischen den Elektroden zu einer verbesserten Energieeffizienz beitragen. Bisher werden als Membranen hauptsächlich Anionentauschermembranen eingesetzt, die insbesondere im MEA-Aufbau den Nachteil haben, dass es zu verstärkter Präzipitation z. B. von Carbonat- oder Hydrogencarbonatsalzen, die als Elektrolyt eingesetzt werden, an der Kathode (Gasdiffusionselektrode, GDE) kommen kann. Da diese Seite der Elektrolysezelle nur mit Gas versorgt wird, kann dieses Salz nicht abtransportiert werden und blockiert aktive Zentren, an denen die Reaktion stattfindet. Bipolarmembranen können helfen, dieses Problem zu umgehen.

Ziel der Arbeit ist die erfolgreiche Herstellung einer Bipolarmembran und Implementierung in einer MEA mit anschließenden Tests in einer bestehenden Versuchsanlage. Tiefe Vorkenntnisse in elektrochemischer Verfahrenstechnik sind nicht notwendig.