为环境友好型电化学铺平道路

将生物质(如稻草或树叶)转化为造纸或制药行业的高级化学品是一个好主意——至少在理论上是这样。但有一个问题:要做到这一点，必须首先从有机化合物中去除氧原子，到目前为止，这只可能在高压和强烈升高的温度下实现，导致能源效率低下。此外，还需要昂贵、危险且通常对环境有害的催化剂。然而，如果用电分离氧原子，也就是说，用电解的方法分离氧原子，情况就完全不同了。催化转换器的使用是不必要的，由于风能和太阳能发电厂的存在，甚至可能有多余的绿色能源可用。为了确保电解保持环境友好，必须使用水或简单的酒精等介质。与此同时，还有另一个问题:通常会发生不同的反应，而不是从有机化合物中取出氧原子——生成氢气而不是所需的化学物质。

美因茨约翰内斯古腾堡大学(JGU)的研究人员希望通过新的ECHELON项目(超越当前科学限制的破坏性电极-电解质概念)改变这一现状。该项目将涉及两个顶级研究领域的专家SusInnoScience而且米^3.基础上携手共进。最近批准的ECHELON项目，该项目获得了约200万欧元的资金卡尔蔡司基金会将于2021年1月1日开始，为期五年。ECHELON项目的首席科学家、SusInnoScience的发言人Siegfried Waldvogel教授描述了基本概念:“我们所做的是将阳离子吸引到阴极表面。然后它会带正电，所以同样带正电的氢离子不会在上面聚集。”

试点试验表明，这一概念总体上是可行的。现在，研究人员正在努力了解它背后的理论，以便他们能够采取有针对性的方法来优化这一过程。乍听起来很简单，但实际上非常复杂。“我们需要将量子化学和多尺度建模这两个主要领域结合起来。量子化学使我们能够计算阴极上的化学反应，而多尺度建模使我们能够从理论上绘制阴极周围流体中离子的运动和浓度。”Waldvogel解释道。

Waldvogel认为，这样一个电化学理论模型的创建在世界范围内是独一无二的，并且有可能在总体上导致电化学的重大进展，并与美因茨的相应研究有关。Waldvogel总结说:“这个项目的结果将帮助我们打开迄今为止被认为是永久关闭的大门，并为许多新的应用铺平道路。”一个例子与废物流的处理有关:在未来，可能会使用电化学来回收尼龙和Perlon等塑料生产过程中产生的残留物。