Projektstart für nachhaltige Katalysatoren und Gasdiffusionselektroden in der chemischen Industrie

Die chemische Industrie trägt mit etwa 15 % erheblich zu den deutschen Treibhausgasemissionen bei, da sie sowohl energieintensiv ist als auch stark von fossilen Rohstoffen abhängt. Um bis 2045 Klimaneutralität zu erreichen, sind zentrale Maßnahmen erforderlich. Dazu zählt die Substitution fossiler Rohstoffquellen und die Integration erneuerbarer Energien in Produktionsprozesse. Eine vielversprechende Alternative bietet die Verwertung von CO₂ aus Abgasströmen verschiedener Industrien, Bioraffinerien und langfristig auch aus der Luft. Nutzbar gemachtes CO₂ könnte als neuer Rohstoff die Grundlage für die Herstellung von Grund- und Feinchemikalien schaffen.

Günstige und ressourcenschonende Gasdiffusionselektroden für die CO₂-Elektrolyse

Das DLR-Institut für Technische Thermodynamik entwickelt im Rahmen des Projektes edelmetallfreie M-N-C Katalysatoren und nachhaltige Gasdiffusionselektroden (GDE) für die elektrochemische CO₂‑Reduktionsreaktion.

Die innovativen, günstigen und ressourcenschonenden GDEs werden zukünftig in der CO₂-Elektrolyse eingesetzt, um Kohlenstoffmonoxid und komplexere Kohlenwasserstoffe -bekannt als C₂₊ Produkte- herzustellen. Dafür werden zwei übergeordnete Ziele verfolgt. (i) Die Entwicklung von Elektrokatalysatoren frei von kritischen Rohmaterialien durch Einsatz neuartiger Metall-Stickstoff-Kohlenstoff Strukturen sowie Multimetall-Legierungen. (ii) Die Substitution des Binders PTFE durch nicht-toxische per- und polyfluorierte Alkylsubstanz (PFAS)-freie Materialien. Ergänzend werden Recyclingfähigkeit, Wirtschaftlichkeit sowie Nachhaltigkeit bewertet.

Neben DLR und Covestro Deutschland AG (Koordinator) sind Umicore, TU Clausthal, RWTH Aachen sowie die Ruhr-Universität Bochum als Projektpartner beteiligt. Ebenfalls ist die xemX materials space exploration GmbH als Unterauftragnehmer sowie Freudenberg Performance Materials als assoziierter Partner involviert.