Das Forschungsprojekt REACT (Renewable Electrochemical Advanced Conversion of CO₂ to Target Products) unter Beteiligung der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) will industrielle CO₂-Emissionen als Rohstoff für die Herstellung von Ethylen nutzen. Das Projekt wird im Rahmen von Horizon Europe gefördert und verfolgt das Ziel, ein Elektrolysesystem zu entwickeln, das CO₂ direkt in die Plattformchemikalie umwandeln kann.

CO₂ als Rohstoff für Grundchemikalien

Ethylen zählt zu den wichtigsten Grundchemikalien der chemischen Industrie und dient als Ausgangsstoff für zahlreiche Produkte, darunter Kunststoffe und Arzneimittel. Derzeit werden mehr als 95 % des weltweit produzierten Ethylens durch Steamcracking aus fossilen Rohstoffen hergestellt. Dabei entstehen jährlich rund 260 Millionen Tonnen CO₂. REACT verfolgt daher den Ansatz, industrielle CO₂-Ströme aus Branchen wie der Stahl-, Zement- und Chemieindustrie als Kohlenstoffquelle zu nutzen.

Elektrochemisches Tandemverfahren für CO₂-Umwandlung

Kern des Projekts ist ein elektrochemisches Tandemverfahren, das auch CO₂-Ströme mit Verunreinigungen verarbeiten können soll. Dadurch soll der Aufwand für die Aufbereitung des Kohlendioxids reduziert werden.

„Wir arbeiten schon seit einigen Jahren im Labormaßstab an der CO₂-Elektrolyse. Das Ziel des ‹REACT›-Projekts ist es, einen funktionsfähigen Prototypen eines Elektrolyseurs für die Umwandlung von CO₂ in Ethylen zu entwickeln und damit den technologischen Reifegrad deutlich zu erhöhen“, so Corsin Battaglia, Leiter des Empa-Labors „Materials for Energy Conversion“.

Forschung entlang der Wertschöpfungskette

An dem auf 48 Monate angelegten Projekt sind 13 Partner aus zehn Ländern beteiligt. Neben der Entwicklung neuartiger Materialien und Katalysatoren werden auch digitale Überwachungs- und Digital-Twin-Technologien eingesetzt, um Effizienz, Lebensdauer und Skalierbarkeit des Verfahrens zu verbessern. Das Konsortium deckt dabei die gesamte Wertschöpfungskette ab.