Hatalmas kihívást jelent az emberiség számára a klímaváltozás, amelynek egyik kiváltó oka a légkörben jelenlévő szén-dioxid koncentrációjának folyamatos növekedése, ami egyértelműen az emberi tevékenységhez köthető. A szén-dioxid elektrokémiai átalakítása révén azonban egyszerre lehetne csökkenteni az ipari létesítmények károsanyag-kibocsátását és a vegyipar számára hasznos anyagokat előállítani.
Az elmúlt években egyre nagyobb figyelmet kapott a szén-dioxid elektrolízis útján történő átalakítása. Bár laboratóriumi körülmények között már most is van lehetőség olyan elektrolizáló cellák működtetésére, amelyek képesek átalakítani a szén-dioxidot, és ennek eredményeképp a vegyipar számára hasznos termékeket – etilént, szén-monoxidot és hangyasavat – előállítani, a módszer ipari méretű hasznosítása még csak kezdeti szakaszában jár.
Mint Kormányos Attila, az SZTE Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszékének tudományos munkatársa kifejtette, komoly kihívást jelent, hogy a folyamathoz jelenleg az elektrolizáló cellákban irídiumot használnak katalizátorként. Ez nagyon ritka fém – évente néhány tonnás kitermeléssel –, emiatt rendkívül drága, egy-egy elektrolizáló teljes előállítási költségének akár a felét is kiteheti a katalizátor ára.
Az SZTE-n Janáky Csaba irányítása mellett már több mint tíz éve foglalkoznak szén-dioxid-elektrolízissel. Három-négy éve kezdték vizsgálni, miként lehetne kiváltani az irídiumot. A kobalt-oxid katalizátorként történő alkalmazásában problémát jelent, hogy korántsem annyira aktív az elektrolízis folyamata alatt, mint az irídium. A kutatóknak azonban sikerült kidolgozniuk egy olyan szintézis módszert, amely részben kiküszöböli a kobalt-oxid kedvezőtlen tulajdonságait.
A kutatók a nemzetközi szaksajtóban is publikált eredményeikkel elnyerték az SZTE Innovációs Díját a leginnovatívabb kutatómunka az élettelen természettudományok területén kategóriában.
A szakemberek folytatják a munkát, azon dolgoznak, hogyan lehet módosítani a kobalt-oxid szerkezetet különféle átmeneti fémekkel, ezáltal növelve a katalizátor aktivitását és hosszú távú stabilitását. Ez azért lenne fontos, mert bár az irídiumhoz képest a kobalt nagyobb mennyiségben áll rendelkezésre – évente több százezer tonnát termelnek ki belőle –, az akkumulátorgyártásban is fontos alapanyag, így gyorsan nő iránta a kereslet és emelkedik az ára.
Bár már ígéretes eredményeket értek el, egyelőre a tesztelés fázisában járnak. Ha sikerül átmeneti fémekkel módosított kobalt-oxiddal is az irídium aktivitását és stabilitását megközelítő katalizátort kialakítani, akkor már viszonylag gyorsan képesek növelni az elektrolizáló cella méretét. Erre az SZTE Science Parkjában működő Energetikai Innovációs Tesztállomás bizonyos méretig kiváló lehetőséget nyújt. Ezt követően pedig szeretnénk a technológiát ipari méretű projektekben is tesztelni.
Ezek is érdekelhetnek:
