Halfgeleider-foto-elektrokatalysatoren voor verbeterde selectiviteit in CO2-reductiereacties

De opwarming van de aarde als gevolg van de CO2-uitstoot van het industriële tijdperk is een belangrijke maatschappelijke zorg, waarbij de bevolking zich steeds meer bewust wordt van de noodzaak van beleidsmaatregelen. Een gedragsverandering is belangrijk, maar de technologie moet ook oplossingen bieden om de uitstoot te verminderen en hopelijk zelfs terug te draaien. De zure regen crisis van de jaren '80 is opgelost door de introductie van nieuw ontwikkelde katalysatorconvertoren in combinatie met een goed milieubeleid. Een soortgelijke aanpak is nodig voor de CO2-crisis, die een nog grotere potentiële bedreiging voor de planeet vormt. Met een snel groeiende wereldbevolking en een voortdurende toename van de vraag naar energie is het echter duidelijk dat een eenzame omschakeling naar hernieuwbare energieën niet zal volstaan om de temperatuurstijging ver onder +2°C boven het pre-industriële niveau te houden. Bovendien is kooldioxide niet alleen een product van energie door verbranding, maar ook een afvalproduct van de chemische industrie. Bij imec zullen we kijken naar concepten voor het gelijktijdig afvangen en omzetten van CO2 rechtstreeks uit lucht of puntbronnen zoals fabrieksschoorstenen (rookgas) om residentiële en industriële installaties voor de lokale productie van hernieuwbare brandstoffen en de synthese van fijnchemicaliën mogelijk te maken. Op grote schaal zal het helpen om de CO2-uitstoot te verminderen en het zou het technologische instrument kunnen zijn om uiteindelijk de trend met 'negatieve emissies' om te buigen. Tijdens het doctoraat zullen we nieuwe nanogestructureerde elektrode-architecturen onderzoeken voor de efficiënte elektrificatie van CO2 en/of water naar waardevolle chemicaliën. Deze nieuwe elektrode-architecturen zijn interessant voor zowel elektrolyzers in vloeibare cellen als voor gasdiffusie-elektroden die de gassen rechtstreeks uit de omgeving opvangen.