In Kürze
eCu-PARCA ermöglicht die elektrochemische Herstellung von Acetat aus CO₂ als Plattformmolekül für eine klimaneutrale Chemieindustrie. Das Verfahren basiert auf einem innovativen elektrochemischen Reaktor mit Partikelelektrode und kupferbasiertem Katalysator. Eine spezielle Membran vereinfacht die Produktabtrennung. Das Projekt bietet eine effiziente, skalierbare Lösung zur Nutzung von CO₂ im grünen Chemiewerk.
Woran wir arbeiten
Motivation
Die elektrochemische Umwandlung von CO₂ in höherwertige Produkte ist ein zentraler Baustein für eine defossilisierte chemische Wertschöpfung. Während viele elektrochemische CO₂-Reduktionsansätze vor allem Produkte wie CO oder Formiat adressieren, ist die selektive Bildung von Acetat weiterhin herausfordernd. Acetat ist jedoch ein attraktives Zielprodukt, da es als Plattformchemikalie und Ausgangsstoff für biotechnologische und chemische Prozesse genutzt werden kann.
Innovationsansatz
eCu-PARCA kombiniert einen Hochdruck-Partikelbettreaktor mit kupferbasierter Katalyse. Im Zentrum steht die Nutzung leitfähiger Partikel als dreidimensionale Elektrodenstruktur. Dadurch wird die aktive Oberfläche gegenüber planaren Elektroden stark erhöht, während gleichzeitig Stofftransport, Wärmeabfuhr und Skalierbarkeit verbessert werden. Die Kombination mit einem homogenen Kupferkatalysator soll die Selektivität der CO₂-Reduktion gezielt in Richtung Acetat verschieben. Damit verbindet das Vorhaben molekulare Katalysatorentwicklung, elektrochemische Reaktionstechnik und skalierbare Reaktorkonzepte.
Umsetzung und Mehrwert
Im Projekt sollen Reaktoraufbau, Partikelelektrode, Prozessdruck, Elektrolytbedingungen und Katalysatorsystem systematisch aufeinander abgestimmt werden. Zentrale Zielgrößen sind Acetat-Selektivität, Faraday-Effizienz, Stromdichte, Stabilität und Übertragbarkeit auf größere Reaktorvolumina. Der Mehrwert liegt in einem modularen und skalierbaren Plattformkonzept, das über klassische Laborelektrolysezellen hinausgeht.
eCu-PARCA in Zahlen
Partner
Erfolgreiche Forschung lebt von Zusammenarbeit. Entdecken Sie die Partner, die das Projekt aktiv begleiten und voranbringen.
Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) verbindet Spitzenforschung mit anwendungsnaher Entwicklung in den Natur- und Ingenieurwissenschaften. Das Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG), an dem dieses Projekt durchgeführt wird, vereint Expertise in Materialentwicklung, Bioingenieurwesen und chemischer Grundlagenforschung. Diese interdisziplinäre Umgebung ermöglicht die Entwicklung funktionaler Materialien und neuartiger Reaktordesigns, mit denen herausfordernde katalytische Reaktionen gezielt adressiert werden können.
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