Til hovedinnhold

CO2BioPEC

CO2BioPEC

Publisert 15. februar 2017

Hovedmålet for prosjektet CO2BioPEC er å demonstrere en bio-hybrid fotoelektrokjemisk celle (PEC) hvor man fanger solenergi samtidig som man bruker enzymer for å omdanne CO2 til energirike forbindelser.

Ny bio-hybrid fotoelektrokjemisk celle som utnytter solenergi for direkte konvertering av CO2 til maursyre (HCOOH). Sollyset absorberes i den halvledende anoden (bestående av Ta3N5/SiC/Co3O4, TaON/SiC/Co3O4 eller Ta3N5/TiO2/Co3O4, TaON/TiO2/Co3O4). Konvertering av CO2 foregår på katoden, bestående av et karbonmateriale med stort overflateareal (PG/GC-CNTs eller RVC) dekket med format dehydrogenase (FDH) enzym. Anoden og katoden er adskilt ved hjelp av en protonledende membran (for eksempel Nafion®).

CO2-fangst med direkte konvertering til energi-rike forbindelser vil bidra til å begrense de negative effektene forbundet med bruk av fossile brensler og utslipp av drivhusgasser. Prosjektet har en tverrfaglig tilnærming for å utvikle teknologi som hindrer utslipp og bidrar til resirkulering av CO2. Partnerne vil derfor utvikle en bio-hybrid fotoelektrokjemisk celle.

Ved anoden dannes O2, protoner og elektroner fra vann når fotoelektroden (nano-kompositter av Ta3N5 og TaON) aktiveres av sollys. Et beskyttende belegg (SiC) er nødvendig for å øke cellas levetid. I tillegg økes effektiviteten ved hjelp av en katalysator (Co3O4). Elektronene og protonene som dannes ved anoden transporteres til katoden. Der blir de brukt av format dehydrogenase (FDH) enzymene til selektiv reduksjon av CO2 til maursyre. FDH-enzymene immobiliseres på karbon-baserte materialer med stort overflateareal for å sikre direkte ladningsoverføring og høy katalytisk aktivitet. Systemet vil først optimaliseres for vannbaserte elektrolytter. Deretter vil det integreres i et fast-stoff-system ved at elektrodene benyttes sammen med polymere eller keramiske fast-stoff protonledere. Dette vil være et godt utgangspunkt for enkle og robuste fotoelektrokjemiske (PEC) celler for CO2 konvertering basert på "grønn kjemi".

Prosjektet er et samarbeid mellom Universitetet i Oslo, Oslo Universitetssykehus og SINTEF. Det har en varighet på 3,5 år og vil utdanne en doktorgradsstudent og en postdoktor.

Prosjekttype: Forskerprosjekt (NANO2021, 250261)
Budsjett: ca. 10 MNOK
Partnere: Oslo Universitetssykehus og SINTEF
Koordinator: Truls Eivind Norby (Universitetet i Oslo)

Forsker
+47 982 43 959

Prosjektvarighet

01.04.2016 - 30.09.2019