Acceleration av CO2-omvandling: forskning på syntetiskt bränsle går tio gånger snabbare i nya studien

StockholmForskare vid Empa har utvecklat ett automatiserat system som gör CO₂-elektrolysexperiment tio gånger snabbare. Detta nya system möjliggör snabbare studier av katalysatorer, elektroder och reaktionsförhållanden.

Forskare använder små enheter kallade reaktorer för denna process. Deras utrustning består av tio reaktorer. Varje reaktor är ansluten till olika gas- och vätskeutlopp samt instrument. Dessa delar mäter:

• Tryck
• Temperatur
• Gasflöden
• Vätske- och gasformiga reaktionsprodukter

Forskare vid Empa och Paul Scherrer-institutet (PSI) har utvecklat ett nytt system för CO₂-elektrolys, det första i sitt slag. Detta arbete är en del av SynFuels-projektet, och teamet har delat med sig av sin design och mjukvara i tidskriften Nature Catalysis. Deras mål är att snabbt upptäcka effektiva metoder för att omvandla CO₂ till syntetiska bränslen.

I en typisk förbränningsmotor förbränns bränslet och skapar vatten, CO₂ och energi. Teoretiskt skulle denna reaktion kunna vändas genom att använda förnybar energi för att omvandla CO₂ tillbaka till syntetiskt bränsle. Dock innebär denna process komplicerade reaktioner som producerar mer än 20 olika ämnen, inte bara det bränsle vi önskar. Detta gör det svårt att hitta rätt katalysatorer och betingelser.

Det nya systemet löser problemet genom att generera en mängd högkvalitativa data. Informationen samlas in automatiskt med exakt timing. Forskarna stötte på bristen på lämpliga verktyg tillgängliga på marknaden. I samarbete med Agilent Technologies utvecklade de världens första online-vätskekromatografiapparat. Denna maskin mäter vätskereaktionsprodukter i realtid under CO₂-elektrolys.

Läs också:

Idag · 15:52

Förbättra korallrevens hälsa genom vattenkvalitet i städerna

Forskarna gjorde experimenten snabbare, vilket resulterade i en mängd data. För att hantera detta utvecklade de fri programvara för dataanalys. De planerar också att dela med sig av data till andra forskare för att påskynda nya upptäckter.

Forskningsdata brukar ofta läggas åt sidan efter att resultaten har publicerats, vilket inte är särskilt effektivt. Ett gemensamt projekt som heter PREMISE och involverar Empa, PSI och ETH Zürich, syftar till att lösa detta problem. Projektet avser att skapa standardmetoder för lagring och delning av forskningsdata.

Forskare kan dra nytta av varandras data. Detta samarbete är också en central del av National Center of Competence in Research (NCCR) Catalysis, som strävar efter hållbar kemi. Det nya elektrolyssystemet för CO₂ kommer att vara viktigt i detta betydande nationella projekt.

Forskare vid Empa planerar att förbättra systemet ytterligare. De kommer att förstärka både hårdvaran och mjukvaran. De kommer att dela sina nya data och sin kunskap med andra schweiziska forskningsinstitutioner. Detta kommer att bidra till utvecklingen av bättre syntetiska bränslen som är bra för miljön.

Forskarna anser att deras arbete kommer att ha en stor inverkan på framtida energilösningar. Att dela sina verktyg och data öppet är en viktig del av deras plan. De hoppas att andra forskare också gör detsamma för att påskynda framstegen inom detta område.