Studier av elektrokemisk CO ₂ omvandlingssystem som kan användas för att erhålla användbara kemikalier genom konventionella petrokemiska processer samtidigt som man eliminerar CO ₂ , utan att förorena miljön, är avgörande för att skapa ett koldioxidneutralt samhälle. Även om betydande framsteg har gjorts genom ett antal relevanta studier, de har hittills bara varit i laboratorieskala. Faktiskt, det finns fortfarande många vägspärrar för industriell tillämpning, såsom uppskalning och utveckling av lämpliga katalysatorer och elektroder.

Korea Institute of Science and Technology (KIST), meddelade att ett forskarteam från Clean Energy Research Center, ledd av Dr. Hyung-Suk Åh, Dr Yoon-Jung Hwang, och Dr Woong-Hui Lee, har utvecklat en sjöborreformad nanokopparkatalysator för en högeffektiv elektrokemisk CO ₂ omvandlingssystem som ger eten och etanol, samt ett relaterat system för massproduktion av katalysatorn.

Den urchinformade katalysatorn som utvecklats av forskargruppen vid KIST kan producera stora mängder eten, ett petroleumbaserat ämne som används för att tillverka olika vardagsprodukter, inklusive plast, syntetiskt gummi, och byggmaterial. Katalysatorn har en rad oregelbundet formade nålar och liknar till utseendet en sjöborre. Denna unika design möjliggör ökad katalytisk aktivitet genom de vassa nålspetsarna. Användning av denna katalysator gav högre selektiv etenproduktion vid en lägre spänning än konventionella kopparkatalysatorer, förbättrar utbytet av eten med över 50%. Dessutom, etablering av ett massproduktionssystem genom stapling av flera lager av CO ₂ omvandlingsceller bekräftar potentialen för kommersialisering av katalysatorn.

Forskargruppen utförde olika realtidsanalyser (in-situ/operando) för att observera de kemiska egenskaperna hos katalysatorn under reaktioner. Deras resultat bekräftade att koldioxidomvandlingseffektiviteten ökade som ett resultat av den högre kopparhydroxid- och kopparoxidhalten på grund av de alkaliska ämnen som hade lagts till lagets katalysator. Baserat på deras resultat, det identifierades att en ökning av andelen kopparhydroxid och kopparoxid under reaktioner är nyckeln till att öka effektiviteten av etenproduktion, som presenterade riktningen för att utforma katalysatorn i framtida studier.

Dr. Hyung-Suk Oh från KIST sa, "Denna studie har gjort det möjligt för oss att avsevärt förbättra prestandan och skalan för elektrokemisk CO ₂ omvandlingssystem genom utveckling av en sjöborreformad nanokopparkatalysator med tillsatta alkaliska ämnen för omvandlingsapplikationer med stor yta, som också presenterade riktning för framtida forskning och utveckling." Han nämnde också att "resultaten av denna studie förväntas ge ett väsentligt bidrag till kommersialiseringen av ett elektrokemiskt koldioxidomvandlingssystem."