Hiilidioksidin sähkökemiallinen pelkistäminen metanoliksi kuparipohjaisilla katalyyteillä

Abstract

Sähkökemialla tarkoitetaan hapetus-pelkitysreaktioita, jotka joko sitovat tai vapauttavat energiaa. Sähkökemiallisessa pelkistyksessä kahden elektrodin välille muodostuu potentiaaliero ulkoisen virtalähteen avulla, jolloin reaktio ei vaadi erityisen korkeaa lämpötilaa tai painetta toimiakseen. Pelkistämällä hiilidioksidia sähkökemiallisesti voitaisiin ottaa talteen teollisuudesta ja liikenteestä syntyviä hiilidioksidipäästöjä ilmakehästä ja samalla kierrättää pelkistystuotteita kemiallisina raaka-aineina. Erityisen tärkeänä pidetään hiilen talteenottoa ennen sen pääsyä ilmakehään ja tätä mahdollistavien uusien sähkökemiallisten kennojen konfiguraation kehittämistä. Hiilidioksidin sähkökemiallisen pelkistyksen päätuotteita ovat hiilimonoksidi, muurahaishappo, metanoli, formaldehydi, oksaalihaapo ja oksalaatti. Haasteita tuovat reaktion matala selektiivisyys toivotuille tuoteille, matala aktiivisuus sekä riittämätön energiatehokkuus. Sähkökemiallinen pelkistys on lupaava uusi menetelmä hiilen kierrätykseen. Yhdistettynä uusiutuvaan energiaan se voisi tarjota kestävämmän tavan valmistaa arvokkaita kemiallisia raaka-aineita.