Neues System ermöglicht gleichzeitige Wasserstoffproduktion aus Abfallglycerin

Schlüsselstrategie zur gleichzeitigen Förderung der Kohlenstoffneutralität Professor Ji-Wook Jang vom Ulsan National Institute of Science and Technology erklärte, dass Technologien, die bio-abgeleitete Nebenprodukte wie Glycerin in wertschöpfende Chemikalien umwandeln, eine Schlüsselstrategie zur gleichzeitigen Förderung der Kohlenstoffneutralität und der Wasserstoffwirtschaft darstellen.Die Forscher enthüllten, dass ihre Studie signifikant ist, da sie die anodische Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER), einen wesentlichen Engpass in der konventionellen Wasserelektrolyse, ersetzt, wodurch die Gesamtzellspannung reduziert, die Energieeffizienz verbessert und der Anwendungsbereich elektrochemischer Umwandlungstechnologien erweitert wird.Das Forschungsteam wies außerdem darauf hin, dass Wasserstoff in der kohlenstoffneutralen Ära an Bedeutung gewinnt und verschiedene Wasserelektrolysetechnologien für seine umweltfreundliche Produktion aktiv entwickelt wurden.

Allerdings leiden konventionelle Elektrolysesysteme aufgrund der Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) an der Anode, die einen hohen Energieeintrag erfordert und langsame Kinetik aufweist, wodurch die gesamte Prozesseffizienz und wirtschaftliche Machbarkeit reduziert werden.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, entwickelte das Forschungsteam ein Anionenaustauschmembran-Wasser-Elektrolysesystem (AEMWE), das Glycerin als alternativen Rohstoff nutzt und die Glycerinoxidationsreaktion (GOR) an der Anode als gepaarte Elektrolyse-Strategie anwendet.

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Glycerol, ein reichlich vorhandenes und kostengünstiges Nebenprodukt der Biodieselproduktion, ermöglicht es, die Reaktion bei einem geringeren Energieeintrag als bei der konventionellen Wasserelektrolyse ablaufen zu lassen, so einer Pressemitteilung zufolge.

Die Technologie ermöglicht dem Team auch, die gleichzeitige Produktion wie Formiat hervorzuheben, was sie, die nur Wasserstoff erzeugen.

Das System erreichte eine hohe Selektivität ähr 96 % für das Zielchemikalienprodukt (Formate), und eine stabile Leistung wurde in einer großflächigen Elektrolysezelle von 79 cm² bestätigt, was sein Potenzial für praktische industrielle Anwendungen demonstriert, wie in der Veröffentlichung dargelegt.

Was die Studie zeigt

Die Forscher hoben außerdem hervor, dass ihre Technologie eine vielversprechende elektrochemische Plattform darstellt, die gleichzeitig Wasserstoff und chemische Ausgangsstoffe unter Verwendung, wodurch sowohl reduzierte Produktionskosten für grünen Wasserstoff als auch eine verbesserte Ressourcennutzungseffizienz geboten werden.

Insbesondere präsentiert es eine kohlenstoffneutrale Produktionsstrategie, die Energie- und chemische Herstellungsprozesse integriert und das Potenzial hat, herkömmliche getrennte Produktionssysteme zu ersetzen.

Darüber hinaus ist das System für den Dauerbetrieb und Anwendungen im Megawatt (MW)-Bereich skalierbar, was sein Potenzial als praktische Technologie für den industriellen Einsatz unterstreicht, wie in der Veröffentlichung dargelegt.