Descripción del proyecto
Producción circular de sustancias químicas a través del CO2 y la electricidad renovable
La reducción electroquímica del CO2 es un proceso que puede convertir el CO2 residual en productos químicos para la industria química o en combustibles. Está generando un interés cada vez mayor como forma de abordar simultáneamente el cambio climático y la seguridad energética. Sin embargo, para crear sistemas de electrolisis del CO2 prácticos y rentables, se necesitan mejoras tecnológicas significativas. El proyecto SELECTCO2, financiado con fondos europeos, se ha propuesto hacer justo eso basándose en la modelización desde el nivel cuántico hasta el nivel del dispositivo completo para obtener información fundamental sobre la función de los cambios microscópicos en los resultados macroscópicos. El equipo está desarrollando catalizadores nuevos, capas de difusión de gas y membranas dirigidas a la producción de etileno, etanol y CO. Tener una selectividad, una eficiencia y una durabilidad mejoradas debería generar unas oportunidades de mercado importantes.
Objetivo
This proposal will develop enhanced electrolysis devices enabling CO2 to be converted into high value chemicals. Specifically this project will improve selectivity, efficiency and durability of electrochemical CO2 conversion into either carbon monoxide, ethanol or ethylene. The immediate focus will be on the highly economically attractive chemicals industry, with the long term goal of using this as a stepping stone towards the fuels industry.
New catalysts, gas diffusion layers, and membranes will all be developed to improve performance in commercially scalable type devices. Single site catalyst will be used to create high selectivity towards carbon monoxide production, whereas a dual catalyst approach will be used to produce ethanol. Variations in morphology and surface structuring will be the key to eliminating side reaction in ethylene production
The greatest novelty of this project will be to use modifications in the reaction environment to effect reaction selectivity. The hydrophobicity and pore size will be varied in the gas diffusion layer and anion exchange membranes and ionomers will be developed to improve performance. The entire device will be comprehensively modeled from the quantum regime all the way to the complete device to relate macroscopic changes with catalytic improvements. Developments in both improved catalysts as well as optimization of reaction environment will allow for high CO2 conversion selectivity, (CO 90%, ethanol 80%, ethylene 90%) at high energy efficiencies (> 40%) and at high rates (> 200 mA/cm2).
A life cycle analysis will focus on electrical power and CO2 inputs as well as the specific products to discover the most effective market opportunities for this technology moving forward. In addition social acceptance issues will be investigated to ensure this technology is developed in a manner that optimizes this aspect as well.
Ámbito científico
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistryinorganic compounds
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryalcohols
- natural scienceschemical sciencescatalysis
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryaliphatic compounds
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuels
Palabras clave
Programa(s)
Convocatoria de propuestas
Consulte otros proyectos de esta convocatoriaConvocatoria de subcontratación
H2020-LC-SC3-2019-RES-TwoStages
Régimen de financiación
RIA - Research and Innovation actionCoordinador
2800 Kongens Lyngby
Dinamarca