Eine vielversprechende Technologie im Rahmen der Klimawende ist die elektrochemische CO₂-Reduktion. Dabei wird CO₂ elektrolytisch zu Wertstoffen umgesetzt, idealerweise unter Einsatz von erneuerbarer Energie. In den letzten Jahren ist viel an der CO₂-Reduktion geforscht worden und es wurden große Fortschritte gemacht. An drei für die Umsetzung entscheidenden Faktoren musste jedoch weitergearbeitet werden: Skalierbarkeit, Produktselektivität und Langzeitstabilität des Prozesses.
Ziel des Projekts war es, einen Prozess zur CO2-Elektrolyse mit Fokus auf die drei genannten Faktoren zu entwickeln. Dabei sollte auf die Verwendung von Gasdiffusionselektroden gesetzt werden, um die Skalierbarkeit zu gewährleisten. Langzeitstabilität und Selektivität sollten durch eine bei den Projektpartnern entwickelte gepulste Potenzialführung erreicht werden. Zudem sollten, um die Wirtschaftlichkeit zu garantieren, hochverfügbare Materialien verwendet werden. Als Zielprodukt wurde Ethen anvisiert.
Zu Anfang des Projekts stand der Anlagenbau im Fokus. Der Betrieb von Gasdiffusionselektroden verlangt einen speziellen Aufbau des Elektrolyseurs. Als Zweites wurde der Aufbau der Gasdiffusionselektrode genauer untersucht und auf die selektive und langzeitstabile Ethen-Produktion hin optimiert. Zuletzt wurde besagte gepulste Elektrolyse angewendet, um Stabilität und Selektivität zu maximieren.
Im Projekt wurden große Fortschritte verzeichnet, sodass am Ende über 100 Stunden stabil Ethen mit hoher Selektivität (Faraday-Effizienz 50 %) und bei hoher Teilstromdichte (152 mA/cm2) produziert werden konnte. Über die Ergebnisse konnte das Verständnis für den Betrieb von Gasdiffusionselektroden zur CO2-Reduktion deutlich erweitert werden.
