Tobias Duyster

 

Untersuchung des Zukunftspotentials der Hochtemperatur CO2-Elektrolyse

Elektrochemische Impedanz Spektren (EIS) bei 80% CO2-20%CO in Abhängigkeit von der Stromdichte Urheberrecht: L. Dittrich Elektrochemische Impedanz Spektren (EIS) bei 80% CO2-20%CO in Abhängigkeit von der Stromdichte

Konventionelle Verfahren der chemischen Industrie sind häufig abhängig von fossilen Brennstoffen, endlichen Rohstoffen oder mit der Ausstoßung von klimaschädlichen Treibhausgasen verbunden.

Einen nachhaltigen Lösungsansatz bietet die sogenannte CO2-Elektrolyse.

Da dabei elektrische Energie aus erneuerbaren Energien wie beispielsweise der Windenergie in chemische Energie umgesetzt wird, handelt es sich hierbei um eine direkte Methode, um nachhaltige Energieschöpfung zu betreiben. In einer Festoxid-Elektrolysezelle wird CO2 mit Hilfe des elektrischen Stroms zu CO reduziert. Das hierbei erhaltene CO ist ein wichtiger Ausgangsstoff für die chemische Industrie, da es vielseitig weiterverarbeitet werden kann. Beispielsweise können Kohlenwasserstoffe aus CO hergestellt werden. Auf diesem Weg können aus dem Treibhausgas CO2, Biokraftstoffe oder Kunststoffe produziert werden.

Die bei dieser Technologie benötigten hohen Temperaturen zwischen 700°C-900°C begünstigen sogar den Elektrolyseprozess thermodynamisch und erhöhen somit den Wirkungsgrad der Zelle.

In dieser Arbeit wird die Leistung der Elektrolysezelle in Abhängigkeit von den Reaktionsparametern Gaszusammensetzung, Temperatur und Volumenstrom mittels Impedanz-Spektroskopie, sowie Strom-Spannungskennlinien untersucht.

Anhand der Ergebnisse sollen die kinetisch ablaufenden Prozesse der CO2-Elektrolyse bei verschiedenen Parametereinstellungen optimiert und das Potenzial der Technologie gesteigert werden.