德韩联手推进CO₂电解，瞄准可持续航空燃料与氢能市场

以二氧化碳（CO₂）为原料、高效储存可再生能源，并降低工业生产对化石燃料的依赖——德国弗劳恩霍夫应用聚合物研究所（Fraunhofer IAP）、弗劳恩霍夫环境、安全与能源技术研究所（Fraunhofer UMSICHT）以及韩国SGC Energy公司计划共同推进能源转换与能源储存技术研发。三方合作将重点聚焦于CO₂电解、氢能技术、燃料电池以及电池技术。为此，各方已签署谅解备忘录（MoU）。

气候中和型工业的发展，一方面依赖于效率提升，另一方面也需要采用新的碳和能源管理方式。二氧化碳可以转变为有价值的原料，而可再生电力则能够成为制氢、合成燃料以及高性能储能系统的基础。这正是此次合作的切入点。

位于波茨坦科学园的Fraunhofer IAP将贡献其在创新膜材料研发方面的专业能力，这些膜材料能够提高电化学过程的能源效率。Fraunhofer UMSICHT则将发挥其在电化学和工程设备方面的技术优势。SGC Energy将提供CO₂和电力资源，以及相关工程技术能力，以推动这些技术的工业化实施和商业化。

Fraunhofer IAP所长Alexander Böker教授表示：“通过此次合作，我们正在建立一个框架，使材料开发、系统集成和实际应用从一开始就能够被统筹考虑。无论是在CO₂电解、氢能、燃料电池还是电池领域，实现气候中和的工业体系都需要高性能材料、可靠的组件，以及能够持续推动科研成果走向实际应用的合作伙伴。”

将二氧化碳转化为有价值的原料

此次合作的一个重点方向是CO₂电化学转化。

在这一过程中，二氧化碳利用电能被转化为化工产品或合成燃料的原料。其中，一个具有潜力的应用领域是可持续航空燃料（SAF）。

尤其是在韩国市场，CO₂电解被认为是生产SAF的一条极具潜力的技术路线，并且符合韩国国家脱碳战略。

SGC Energy计划将自身的碳捕集设施与Fraunhofer IAP和Fraunhofer UMSICHT的技术相结合，为这一技术路线在韩国实现工业化部署和商业化奠定基础。

这有望推动CO₂在工业价值链中的进一步利用，同时逐步降低对化石原料的依赖。

开发新型膜材料，提高电解槽效率

要让CO₂电解等工艺可靠且经济地实现工业规模应用，高性能材料和稳定的系统组件至关重要。

膜材料在其中发挥着关键作用：它们能够选择性地分离物质、实现离子传输，并因此影响电化学系统的效率、选择性以及使用寿命。

目前，氢电解领域已经存在较为成熟的膜材料解决方案，但CO₂电解仍然需要进一步的技术和材料创新。

三方优势互补：从材料到系统，再到产业应用

Fraunhofer IAP将发挥其在聚合物能源材料研发及产业化放大方面的专长。其中包括用于电解槽的无PFAS高性能膜材料，以及用于电池的聚合物固态电解质和粘结剂。

除了能够提升电化学系统的性能和能源效率之外，无PFAS膜材料还能够更好地适应未来监管要求。随着监管部门对PFAS（全氟和多氟烷基物质）使用的关注不断提高，这一方向的重要性也在持续增加。

合作目标是根据应用需求对材料和膜的性能进行定制，使电化学系统具备更高的效率、更长的使用寿命和更强的性能。

Fraunhofer UMSICHT则将利用其在低成本CO₂电解电池以及新型电解堆设计方面的专业能力，进一步强化合作。

该研究所拥有多年经验，涵盖电化学系统的设计、规模放大以及在符合工业实际条件下的测试。

其中一个重点，是将CO₂电解技术整合进现有工业基础设施，从而加快科研成果向实际应用的转化。通过这一方式，Fraunhofer UMSICHT将在Fraunhofer IAP的材料研发与SGC Energy推动的产业化应用之间发挥桥梁作用。

Fraunhofer UMSICHT所长Christian Doetsch教授强调了此次合作的重要性：“工业能源系统转型只有在新型材料、电化学工艺和可规模化的设备方案实现协同工作的情况下才能成功。通过此次合作，我们将把自身的工艺和系统专业能力，与先进材料研究以及工业需求结合起来。”

作为产业合作伙伴，SGC Energy将提供具体的市场需求以及来自工业价值链的实践经验。这将使新技术能够从研发早期阶段就与实际应用需求和经济潜力相匹配。

SGC Energy首席战略官Ken Yoon表示：“对我们而言，这一合作是积极参与塑造气候中和工业未来所需关键技术的重要战略一步。与Fraunhofer IAP和Fraunhofer UMSICHT的合作，使我们能够接触到CO₂利用、氢能、燃料电池和电池领域的顶尖科研成果。”

为联合研发项目奠定基础

通过签署谅解备忘录，三方同意筹备并实施联合研发项目。

未来几个月，各方将确定具体合作项目，进一步推进以下领域的技术发展：

• -CO₂利用技术
• -氢能应用
• -电池系统
• -燃料电池系统

整体来看，此次合作旨在打通“先进材料—电化学系统—工业应用—商业化”这一完整链条，为CO₂资源化利用和可再生能源转化技术的产业化铺路。

（素材来自：Fraunhofer IAP/Fraunhofer UMSICHT/SGC Energy 全球氢能网、新能源网综合）