Cercetători de la Universitatea Tehnică din Danemarca (DTU) au realizat o descoperire importantă pentru viitorul tehnologiilor europene de producere a energiei curate, în cadrul proiectului ECO2Fuel. Proiectul european își propune să proiecteze, construiască, opereze și valideze prima instalație electrochimică din lume, de 1 MW, pentru conversia directă a CO₂ în e-combustibili și produse chimice sustenabile, la temperaturi scăzute.
Cercetările din cadrul proiectului au demonstrat că anumite membrane pe bază de acid perfluorosulfonic cu lanț scurt (SSC-PFSA, precum Aquivion®) își pot menține conductivitatea protonică la temperaturi de până la 150°C, în condiții de presiune și umiditate ridicate, potrivit unui articol transmis NewsEnergy de către Meta Group, companie internațională de consultanță în inovare și cercetare.
Membranele SSC-PFSA sunt cunoscute pentru structura lor cristalină ridicată, rezistența termomecanică superioară și capacitatea bună de retenție a apei. Rezultatele studiului arată că degradarea acestora este influențată mai puternic de variațiile de umiditate decât de temperatură sau de ciclurile de funcționare în circuit deschis — un rezultat care deschide noi perspective pentru utilizarea acestor materiale în electroliza CO₂, electroliza apei și pilele de combustie.
Conversia CO2, o tehnologie-cheie pentru strategia de decarbonizare a UE
Aceste rezultate deschid noi orizonturi pentru cinetici mai rapide, eficiență crescută, design mai simplu al sistemelor și posibilitatea utilizării unor catalizatori alternativi, mai accesibili.
Această descoperire susține direct Pactul Verde European și Strategia UE pentru hidrogen, contribuind la dezvoltarea unor tehnologii electrochimice mai curate și mai eficiente, esențiale pentru atingerea neutralității climatice până în 2050.
Rezultatele consolidează poziția Europei în domeniul științei materialelor sustenabile și al inovației energetice, reducând dependența de combustibili fosili importați și de materii prime critice. Tehnologia analizată contribuie la obiectivele UE privind valorificarea CO₂ și decarbonizarea sectoarelor industriale greu de electrificat.
Rezistență ridicată la temperatură: ce au descoperit cercetătorii
Studiul arată că membranele SSC-PFSA își mențin integritatea structurală și conductivitatea protonică la temperaturi care depășesc punctul de fierbere al apei. În condiții de presurizare, deshidratarea membranei este limitată, ceea ce permite menținerea unei conductivități ionice ridicate chiar și peste 100°C.
Funcționarea la temperaturi înalte permite utilizarea unui sistem gazos monofazic, care poate simplifica arhitectura instalațiilor și îmbunătăți comportamentul reacțiilor electrochimice. În plus, densitatea membranei reduce migrarea produselor rezultate din reducerea CO₂, cu beneficii directe pentru eficiență și siguranță.
Pe de altă parte, cercetătorii avertizează că ciclurile frecvente între condiții uscate și umede pot accelera degradarea materialului, subliniind importanța unei gestionări atente a umidității în aplicațiile industriale.
„Scopul acestui studiu a fost să evaluăm dacă membranele SSC-PFSA pot permite cu adevărat funcționarea electrochimică la temperaturi ridicate”, a declarat profesorul Qingfeng Li, expert în tehnologii pe bază de hidrogen și pile de combustie la DTU.
„Aceste membrane nu se înmoaie la fel ca Nafionul convențional atunci când sunt încălzite peste 100°C, ceea ce le face candidate promițătoare pentru sisteme care funcționează în intervalul 110–120°C.”
Deși în cadrul proiectului ECO2Fuel a fost selectată în cele din urmă o membrană cu schimb anionic ca soluție tehnologică finală, rezultatele acestui studiu rămân extrem de valoroase din punct de vedere fundamental. Ele pot fi aplicate în dezvoltarea electrolizoarelor de apă, a pilelor de combustie și a viitoarelor sisteme de conversie electrochimică a CO₂.
Cercetarea oferă informații relevante pentru proiectarea și performanța membranelor protonice și ionice de generație următoare, adaptate mediilor industriale cu temperaturi ridicate, se mai arată în articolul Meta Group.
👉 Articolul științific complet este disponibil aici:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167273824002959
Despre proiectul ECO2Fuel
ECO2Fuel este un proiect european finanțat prin Horizon 2020 (Green Deal), care își propune să proiecteze, construiască, opereze și valideze prima instalație electrochimică din lume, de 1 MW, pentru conversia directă a CO₂ în e-combustibili și produse chimice sustenabile, la temperaturi scăzute.
Parteneri: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), RWE Power, Bekaert, De Nora, HyGear, ARIEMA, Energía y Medioambiente S.L., Monolithos Ltd., HYDROLITE, Think11, META Group, Centro Ricerche Fiat (CRF), DTU – Technical University of Denmark, Universitat Politècnica de València (UPV), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) și VITO.
(Sursa foto: Freepik.com)
CITEȘTE ȘI:
