Project

Ontwikkeling van stabiele gasdiffusielagen voor elektrochemische reductie van CO2

Looptijd
01-11-2020 → Lopend
Financiering
Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek - Vlaanderen (FWO)
Mandaathouder
Onderzoeksdisciplines
  • Natural sciences
    • Nanochemistry
    • Synthesis of materials
    • Electrochemistry
  • Engineering and technology
    • Heterogeneous catalysis
 
Projectomschrijving

Elektrochemische reductie kan CO2 omzetten in een breed gamma van interessante producten (waaronder koolstofmonoxide en mierenzuur), gebruik makend van elektriciteit. De efficiente aanvoer van reagentia naar de katalysator is de bepalende factor om het proces actief genoeg te maken op een industriele schaal. De gas diffusielaag (GDL) is de plaats waar CO2, water en elektronen samenkomen voor reactie. Tot nu toe is het ontwerp van GDLs voor CO2 elektrolyse altijd gebaseerd geweest op dat van brandstofcellen. Die zijn echter niet gemaakt voor de toepassing van elektrochemische CO2 reductie. Hierdoor lijden ze onder een zwakke stabiliteit, met afname van de prestaties na enkele uren. In dit voorstel willen we een nieuwe GDL bouwen, op basis van covalente triazine netwerken (CTFs) als bouwmateriaal. De nieuwe GDLs zullen de activiteit van de reactie verhogen, maar vooral de stabileit sterk verbeteren. De voorgestelde GDL bestaat uit drie lagen: de basis is een koolstofdoek. Daarop groeien we eerst een hydrofobe CTF, en daarboven op een tweede laag CTF, die de ondersteuning biedt voor de katalysatornanopartikels. Deze tweede CTF is gemaakt uit een mengeling van verschillende monomeren, die elk een bepaalde wenselijke eigenschap bevatten die de performantie van de cel nog verhogen. De nieuwe GDLs worden state-of-the-art katalysatoren gebracht, vervolgens worden ze getest op hun activiteit en stabiliteit op lange termijn voor de conversie van CO2 naar CO of mierenzuur.