DIFFER and Toyota are jointly developing a unique reactor to capture COշ from the air and store it efficiently, using sunlight. An invention that contributes significantly to reducing COշ emissions. During summer 2024, Toyota presented a prototype of the CO2 capturing device at an event in Paris.
DIFFER and Toyota have been working together since 2016 on CO2 reduction solutions in the context of energy transition, such as producing hydrogen using sunlight and water. Inspired by the work on hydrogen the concept has been expanded with the appropriate modifications at device level to extract CO2 from the atmosphere to store it using sunlight as driving force.
Combination of two technologies
Mihalis Tsampas is group leader of Catalytic and Electrochemical Processes for Energy Applications at DIFFER and leader of this research. He explains that extracting CO2 from the air is an energy-consuming process. DIFFER and Toyota's new reactor inventively combines light assisted processes and membrane technology that simplify the process in a single device and holds the promise of boosting efficiency.
Tsampas: “The concept is based on light-absorbing materials and photoelectrochemical membrane reactors. These operate on sunlight and capture CO2 from the atmosphere, then transport it to specific compartment, where is stored for further usage. The invention is based on abundant materials and components and thus it has high exploitation potential.”
According to Tsampas, the combination of the two technologies has never been demonstrated before. Applications of the reactor could also be conceivable in industry since it contributes to the target of negative CO2 emissions. Tsampas: “A next step could be to turn part of the stored CO2 into new fuels or chemicals.”
Drive
One of the DIFFER researchers working on this invention is Roopathy Mohan. After completing her first postdoctoral position in fundamental electrochemical research, Roopathy Mohan decided to focus on projects relevant to achieving net-zero carbon emissions. “I’m glad I joined Mihalis’ group, which shares the same drive,” she says. Mohan is currently working on material development and it's application in carbon capture project. “For the demonstration in Paris, we created a well-designed prototype. This invention is truly significant.”
Also Toon Peeters was involved, as he worked as a research technician in Tsampas' group. “Super cool to participate in something that has never been done before. In electrochemistry, it is very difficult to find catalyst materials that are not ultra rare, but we have succeeded in that too. The science behind it is very interesting and I loved being able to think of solutions.”
DIFFER and Toyota
DIFFER is excited to innovate a technology that can contribute to accelerating carbon neutrality, in collaboration with Toyota. Toyota funded the research and the rights to the invention lie with both DIFFER and Toyota.
“With this collaboration DIFFER is also showing that the researchers are working on technology that leads to applications with impact in society”, Tsampas said. It’s something Mohan endorses: “I like the connection with valorisation: we show at DIFFER that we are working towards a better future.”
DIFFER en Toyota werken samen aan oplossingen voor COշ-reductie
DIFFER en Toyota ontwikkelen een unieke reactor om met behulp van zonlicht COշ uit de lucht op te vangen en efficiënt op te slaan: “Onze uitvinding kan aanzienlijk bijdragen aan het verminderen van COշ-emissies.” In de zomer van 2024 presenteerde Toyota een prototype van het 'COշ-afvangapparaat' tijdens een evenement in Parijs.
DIFFER en Toyota werken in het kader van de energiestransitie sinds 2016 samen aan oplossingen voor COշ-reductie, zoals de productie van waterstof met behulp van zonlicht en water. Geïnspireerd door het werk aan waterstof is het concept uitgebreid met de juiste aanpassingen op apparaatniveau om COշ uit de atmosfeer te halen en op te slaan, met zonlicht als drijvende kracht.
Combinatie van twee technologieën
Mihalis Tsampas is groepsleider van Catalytic and Electrochemical Processes for Energy Applications bij DIFFER en leider van dit onderzoek. Hij legt uit dat uit de lucht halen van COշ een energieverslindend proces is. De nieuwe reactor van DIFFER en Toyota combineert op inventieve wijze lichtondersteunde processen en membraantechnologie die het proces vereenvoudigen in één apparaat en ook belooft de efficiëntie te verhogen.
Tsampas: “Het concept is gebaseerd op lichtabsorberende materialen en foto-elektrochemische membraanreactoren. Deze werken op zonlicht en vangen COշ op uit de atmosfeer, transporteren het vervolgens naar specifieke compartimenten, waar het wordt opgeslagen voor verder gebruik. De uitvinding is gebaseerd op in overvloed beschikbare materialen en componenten, en heeft dus een hoog exploitatiepotentieel.”
Volgens Tsampas is de combinatie van de twee technologieën nog nooit eerder gedemonstreerd. Toepassingen van de reactor zijn ook denkbaar in de industrie, omdat deze bijdragen aan de doelstelling van negatieve COշ-uitstoot. Tsampas: “Een volgende stap zou kunnen zijn dat een deel van de opgeslagen COշ omgezet wordt in nieuwe brandstoffen of chemicaliën.”
DIFFER en Toyota
DIFFER is er trots op samen met Toyota technologie te ontwikkelen die kan bijdragen aan het versnellen van COշ-reductie. Toyota financierde het onderzoek en de rechten op de uitvinding liggen bij zowel DIFFER als Toyota.
“Bovendien laat DIFFER hiermee zien dat de onderzoekers bij ons instituut ook werken aan technologie die leidt tot toepassingen met impact in de maatschappij”, zegt Tsampas.
Diverse media schreven over dit nieuws:
Go to the News page.