Reduksi elektrokimia karbon dioksida

Reduksi elektrokimia karbon dioksida, juga dikenal sebagai CO2RR, adalah konversi karbon dioksida (CO2) menjadi spesies kimia yang lebih tereduksi dengan menggunakan energi listrik. Hal ini merupakan salah satu langkah potensial dalam skema penangkapan dan pemanfaatan karbon secara luas.[1][2][3],[4][5][6][7]

CO2RR dapat menghasilkan beragam senyawa termasuk formate (HCOO-), carbon monoxide (CO), methane (CH4), ethylene (C2H4), dan ethanol (C2H5OH). Tantangan utamanya adalah biaya listrik yang relatif tinggi (dibandingkan minyak bumi) dan CO 2 yang sering terkontaminasi dengan O 2 dan harus dimurnikan sebelum direduksi.

Contoh pertama CO2RR berasal dari abad ke-19, ketika karbon dioksida direduksi menjadi karbon monoksida menggunakan katoda seng. Penelitian di bidang ini meningkat pada tahun 1980an setelah embargo minyak pada tahun 1970an. Pada tahun 2021, pengurangan elektrokimia karbon dioksida skala percontohan sedang dikembangkan oleh beberapa perusahaan, termasuk Siemens, Dioxide Materials, Twelve dan GIGKarasek. Analisis tekno-ekonomi baru-baru ini dilakukan untuk menilai kesenjangan teknis utama dan potensi komersial dari teknologi elektrolisis karbon dioksida pada kondisi mendekati lingkungan.

Bahan kimia dari karbon dioksida

Dalam fiksasi karbon, tumbuhan mengubah karbon dioksida menjadi gula, yang merupakan asal mula banyak jalur biosintetik. Katalis yang bertanggung jawab atas konversi ini, RuBisCO, adalah protein yang paling umum. Beberapa organisme anaerobik menggunakan enzim untuk mengubah CO2 menjadi karbon monoksida, yang darinya asam lemak dapat dibuat.

Dalam industri, beberapa produk dibuat dari CO 2, termasuk urea, asam salisilat, metanol, dan karbonat anorganik dan organik tertentu. Di laboratorium, karbon dioksida kadang-kadang digunakan untuk membuat asam karboksilat dalam proses yang dikenal sebagai karboksilasi . Elektroliser elektrokimia CO 2 yang beroperasi pada suhu kamar belum dikomersialkan. Sel elektroliser oksida padat suhu tinggi (SOECs) untuk reduksi CO 2 menjadi CO tersedia secara komersial. Misalnya, Haldor Topsoe menawarkan SOEC untuk pengurangan CO 2 dengan laporan 6-8 kWh per Nm 3 CO yang dihasilkan dan kemurnian hingga 99,999% CO.

Lihat pula

Referensi

  1. ^ "Dream or Reality? Electrification of the Chemical Process Industries". www.aiche-cep.com (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2021-08-22. 
  2. ^ Appel AM, Bercaw JE, Bocarsly AB, Dobbek H, DuBois DL, Dupuis M, et al. (August 2013). "Frontiers, opportunities, and challenges in biochemical and chemical catalysis of CO2 fixation". Chemical Reviews. 113 (8): 6621–58. doi:10.1021/cr300463y. PMC 3895110 alt=Dapat diakses gratis. PMID 23767781. 
  3. ^ "CO2 is turned into feedstock". siemens-energy.com Global Website (dalam bahasa Inggris). Diarsipkan dari versi asli tanggal 2021-07-09. Diakses tanggal 2021-07-04. 
  4. ^ "CO2 Electrolyzers With Record Performance". Dioxide Materials (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2021-07-04. 
  5. ^ Masel, Richard I.; Liu, Zengcai; Yang, Hongzhou; Kaczur, Jerry J.; Carrillo, Daniel; Ren, Shaoxuan; Salvatore, Danielle; Berlinguette, Curtis P. (2021). "An industrial perspective on catalysts for low-temperature CO 2 electrolysis". Nature Nanotechnology (dalam bahasa Inggris). 16 (2): 118–128. Bibcode:2021NatNa..16..118M. doi:10.1038/s41565-020-00823-x. ISSN 1748-3395. OSTI 1756565. PMID 33432206 Periksa nilai |pmid= (bantuan). 
  6. ^ Jouny, Matthew; Luc, Wesley; Jiao, Feng (2018-02-14). "General Techno-Economic Analysis of CO2 Electrolysis Systems". Industrial & Engineering Chemistry Research. 57 (6): 2165–2177. doi:10.1021/acs.iecr.7b03514. ISSN 0888-5885. OSTI 1712664. 
  7. ^ Shin, Haeun; Hansen, Kentaro U.; Jiao, Feng (October 2021). "Techno-economic assessment of low-temperature carbon dioxide electrolysis". Nature Sustainability (dalam bahasa Inggris). 4 (10): 911–919. Bibcode:2021NatSu...4..911S. doi:10.1038/s41893-021-00739-x. ISSN 2398-9629.