Forskare vid Institute of Chemical Engineering vid Ural Federal University och Institute of High-temperature Electrochemistry (Ural Branch of the Russian Academy of Sciences har utvecklat nya elektrokemiska celler för elektrolys av vatten i närvaro av koldioxid. Resultaten publicerades i de Journal of Materials Chemistry A .

"En ny elektrolyscell för fast oxid baserad på högpresterande och CO ₂ -toleranta material, en protonledande elektrolyt och en syreelektrod tillverkades och testades framgångsrikt, " säger artikeln. "Ovanliga egenskaper som ledde till ökad förbättring observerades för denna cell när den reducerande atmosfären berikades med CO ₂ ."

Författarna föreslog också en möjlig mekanism genom vilken detta beteende kan förklaras. Resultaten av studien visar att cellerna fungerar bättre under "hårda" förhållanden, med en ökad koncentration av CO ₂ .

Om elektrolys sker i närvaro av koldioxid, några av elektronerna används för att återvinna ämnet. Då blir resultatet av elektrolysen den så kallade syntesgasen, en blandning av väte och kolmonoxid. Syntesgas är ungefär som ett halvfärdigt bränsle. Det kan, till exempel, vidare omvandlas till flytande kolväten. Att få fram syntesgas genom vattenelektrolys är en lovande process som gör det möjligt att bli av med koldioxid och producera bränsle. Forskare utvecklar nu liknande celler som kan arbeta från solenergi, gör processen dubbelt så miljövänlig.

Syftet med studien som utfördes av kemister från UrFU och UB RAS var att välja den bästa fasta elektrolyten för celler. Detta material bör ge god protonledningsförmåga och vara stabilt i en atmosfär av CO ₂ vid en temperatur av 700 °C. Som ett resultat av studien, författarna erhöll ett material med högre ledningsförmåga tillhandahållet av det faktum att färre protoner "fastnade" vid kornens gränser (enskilda kristaller i det polykristallina materialet), vilket gör att de slutliga cellerna fungerar bättre. Stabiliteten var också hög:Efter 10 timmars drift, cellerna förlorade så lite som 0,7 procent av effektiviteten. Dock, för industriellt bruk, denna parameter har ännu inte förbättrats.

Dessutom, cellerna visade ännu bättre prestanda under de "hårdare" förhållandena, när atmosfären ytterligare berikades med koldioxid. Överskottet av CO ₂ hämmade vissa oönskade processer, vilket resulterade i optimalt motstånd och strömtäthet, det är, bättre celleffektivitet.