Optimization of hydrocarbon production through electrochemical reduction of CO2

Abstract

De elektrochemische reductie van CO2 heeft het potentieel om een cruciale rol te spelen bij het aanpakken van milieuproblemen door het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen en het genereren van waardevolle chemische grondstoffen. Dit onderzoek heeft als doel de elektrochemische reductie van CO2 tot CO en koolwaterstoffen te verbeteren door middel van optimalisatie van de reactorontwerp, elektrodeconfiguratie, externe potentiaal en elektrolytselectie. Door middel van de analyse van chrono-amperometriemetingen is een optimaal reactorontwerp bereikt. Dit ontwerp omvat effectieve menging door middel van magnetisch roeren in combinatie met continue in-reactor CO2-oplossing. Daarnaast is voor optimale CO-selectiviteit bepaald dat de externe potentiaal -1V (vs Ag/AgCl) moet zijn in een KI-elektrolyt. Hoewel de chrono-amperometrieanalyse de aanwezigheid van een koolstofreductieketen heeft aangegeven, is de detectie van koolwaterstoffen via GC-MS-analyse moeilijk gebleken. Daarom wordt aanbevolen om een vloeistofchromatografie-analyse uit te voeren met een gebonden-fase silica kolom met een lage koolstofbelasting (bijv. C1 of C2) in combinatie met een niet-polaire mobiele fase. De analyseopstelling dient tevens te worden voorzien van een vlamionisatiedetector (FID) vanwege de hoge gevoeligheid voor organische verbindingen.