Etilēna oksīda elektrokatalītiska sintēze no CO2

Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta, Doktorantūras skolas „Funkcionālie materiāli un nanotehnoloģijas” zinātniskais seminārs uzstājas Dr. Jānis Kleperis (LU CFI).

CO2EXIDE projekta mērķis ir izveidot elektrolīzes iekārtu etilēna oksīda iegūšanai no bioloģiski saražota CO2 – katods reducē oglekļa dioksīdu par etilēnu, un anods oksidē skābekli par H2O2. Tālāk abi starpprodukti ķīmiski tiek pārvērsti par etilēna oksīdu un kaskādes reakciju rezultātā nodrošina oligo-/polietilēna glikola veidošanos, kas ir izejviela plastmasu ražošanai.

LU CFI loma projektā:

  1. Izveidota alternatīva konstrukcija katodam, kuras pamatā ir no reciklēta grafīta iegūtas vairākslāņu grafēna plāksnes, kurās ievadīts katalizators (varš) CO2 elektrokatalītiskai reducēšanai par etilēnu;
  2. Veikti teorētiskus aprēķinus no pirmajiem principiem ar vara atomu klasteriem modificētam grafēnam, lai noteiktu pie kāda potenciāla uz elektroda notiek visefektīgākā CO2 pārvēršana etilēnā;
  3. Reakcijas produktu kontrolei in-situ konstruēta elektroķīmiskā šūna FTIR spektrometram;
  4. 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 CO2 adsorbciju uz elektroda.