CO2EXIDE projekta mērķis ir kombinētas elektroķīmiskās - ķīmiskās tehnoloģijas izstrāde etilēna oksīda iegūšanai no bioloģiski saražota CO2. Vispirms elektroķīmiskās reakcijas nodrošina vienlaicīgu CO2 pārvēršanos par etilēnu uz katoda un ūdens oksidēšanos par ūdeņraža peroksīdu uz anoda. Tālāka abu starpproduktu ķīmiskā pārvēršana par etilēna oksīdu radīs oligo-polietilēna glikolu ķīmisko kaskāžu reakcijās. CO2EXIDE tehnoloģija apvienos modulāru pieeju decentralizēta pielietojuma iespējai, augstu enerģijas ieguves un materiālu efektivitātes ražotspēju, kā arī fosilo degvielu aizvietošanu etilēna oksīda ieguvē. Saskaņā ar pāreju no fosilā kurināmā uz alternatīvajiem enerģijas veidiem, CO2EXIDE projekta ietvaros izstrādātā tehnoloģija ir savietojama ar atjaunojamo enerģētiku un integrējama jau esošajos piegādes tīklos. Visas ķīmiskās reakcijas norisināsies normālās temperatūrās un spiedienos un prognozē ievērojamus uzlabojumus enerģijas un resursu efektivitātē kombinācijā ar iespaidīgu siltumnīcas efekta gāzu izmešu samazināšanu. Visi ieguvumi tiks kvantitatīvi un kvalitatīvi izanalizēti, lietojot pilnā dzīves cikla vērtēšanas metodiku.
CO2EXIDE starpdisciplinārā pieeja saved kopā fiziķus, ķīmiķus, inženierus, mārketinga speciālistus no piecām dažādām universitātēm un pētniecības iestādēm, trīs maziem un vidējiem uzņēmumiem un diviem lielajiem rūpniecības uzņēmumiem, kuri inivotīvi apvieno savas atslēgas tehnoloģijas lai attīstītu un ekspluatētu vēl nebijušu procesu, kas balstās uz CO2, atjaunojamas enerģijas un ūdens, un sasaista ķīmijas un enerģētikas sektorus. Projektu atbalsta ES sadarbībā ar SPIRE iniciatīvu. Projekts ir saņēmis finansējumu no Eiropas Savienības Horizonta 2020 pētniecības un inovāciju programmas granta līgumā Nr. 768789.
Projekta dalībnieki:
No | Dalībnieka organizācijas nosaukums | Valsts |
1 (Koord.) | Fraunhofera Starpfāžu Inženierijas un Biotehnoloģiju Institūts IGB | Vācija |
2 | AGH Zinātnes un Tehnoloģiju Universitātes Materiālu un Nanotehnoloģiju Akadēmiskais Centrs, Krakova | Polija |
3 | Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts | Latvija |
4 | Budapeštas Tehnoloģiju un Ekonomikas Universitātes Atomfizikas Departaments | Ungārija |
5 | Sauthemptonas Universitāte | Lielbritānija |
6 | Šeflera (Schaeffler) Tehnoloģijas AG & Co. KG | Vācija |
7 | Siemens AG | Vācija |
8 | Johana Keplera Lincas Universitātes Enerģētikas Institūts | Austrija |
9 | AXIOM Pielietojamo Procesu Tehnoloģijas Ges.m.b.H. | Austrija |
10 | Konsultantu uzņēmums Eimer, Ulrich + Bartolovic, Vera GbR | Vācija |
Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta (LU CFI) loma projektā ir izveidot katodam alternatīvu konstrukciju, kuras pamatā ir no reciklēta grafīta iegūtas modificētas vairākslāņu grafēna plēksnes CO2 elektrokatalītiskai reducēšanai par etilēnu. Papildus LU CFI veiks teorētiskus aprēķinus no pirmajiem principiem ar vara atomu klasteriem modificētam grafēnam, kā arī konstruēs inovatīvu elektroķīmisko pus-šūnu CO2 reducēšanās gāzveida produktu monitoringam ar FTIR spektroskopijas metodi. Tiks izstrādāti SPEEK polimēra kompozīti ar cirkonija oksīda nanodaļiņām un no imidazolija savienojumiem atvasināta jonu šķidruma, lai veidotu membrānu, kura ir savietojama ar katalizatora materiāliem un stimulē elektroda CO2 adsorbciju.
Projektā no LU CFI piedalās trīs laboratorijas – Enerģijas iegūšanas un uzkrāšanas materiālu laboratorija (Dr. Jānis Kleperis), Cietvielu elektronisko struktūru datormodelēšanas laboratorija (Dr. Jurijs Žukovskis) un Ķīmijas laboratorija (Dr. Guntars Vaivars).
Jaunumi par projektu
15.06.2018.
Trīs studenti no CO2EXIDE projekta Latvijas grupas – LU CFI jaunie pētnieki Ainārs Knoks un Pēteris Lesničenoks, kā arī bakalaura students Ingars Lukoševičs piedalās Eiropas Materiālu Pētniecības Asociācijas gadskārtējā pavasara konferencē Strasbūrā (Francija) 18.-20. jūnijs, 2018.g., ar stenda referātiem Funkcionālo Materiālu sekcijā:
- Pēteris Lesničenoks “Graphene sheet stacks for electrodes – recycling to new qualities” (subsection T - Engineering of functional materials with chemical coating methods);
- Ainārs Knoks “Spectroscopic investigation of Metal catalyst influence on ElectroCatalytic CO2 reduction – streamline investigation” (subsection T - Engineering of functional materials with chemical coating methods);
- Ingars Lukoševičs “Durability study of graphene sheet stack and nitrocellulose composite with surface mounted copper structures as electrode” (subsection R - Solid state ionics: advanced functional materials for solid state devices)