Omvandling av luftens molekyler till bränslen och kemiska byggstenar

Tidsperiod: 2020-01-01 till 2022-12-31

Projektledare: Rikard Emanuelsson

Finansiär: Formas

Bidragstyp: Oklassificerat

Budget: 2 997 345 SEK

Kompositer bestående av redox-aktiva kovalenta organiska ramverk (COFs) och elektriskt ledande organiska polymerer (CPs) som ett skalbart och anpassningsbart elektrokatalytiskt material för omvandlingen av luft till bränslen och kemiska byggstenar förslås i denna ansökan. Vi kommer studera den elektrokemiska reduktionen av koldioxid till kolmonoxid, samt reduktionen av vatten till vätgas, två värdefulla omvandlingar för en accelererad omställning mot ett grönt samhälle fritt från petroleumberoendet. COFs är porösa och kristallina material som på många sätt är idealiska för katalytiska applikationer. Ramverket fungerar som en stabil plattform där katalysatorer kan fästas och den porösa strukturen ger materialet en ytarea på många tusen kvadratmeter per gram, vilket leder till hög tillgänglighet av katalysatorerna. För elektrokatalytiska applikationer krävs att hela materialet görs elektriskt ledande, för att även katalysatorer långt ifrån elektroden ska kunna vara aktiva. Idag begränsas man till mycket tunna filmer. Genom att bädda in ledande polymerer i det ramverket och bilda en ledande COF/CP komposit kan alla katalysatorer aktiveras, även i tjocka material. Den ledande polymeren kan i sin tur enkelt funktionaliseras för att ge synergistiska effekter med ramverket så som förbättrad katalytisk förmåga. Genom att bilda ett material kan också helt nya metoder för att öka omvandlingseffektiviten utvecklas t.ex. genom att aktivt cirkulera elektrolyt eller gas genom porerna.