Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMMDie organische Elektrochemie gilt als Zukunftstechnologie für die umweltfreundliche Herstellung von Chemikalien. Derzeit erlebt die Elektrochemie eine Renaissance, insbesondere bei der Synthese organischer Verbindungen. Diese Entwicklung wird durch die Suche nach „grünen“ Synthesewegen und durch das Aufkommen neuartiger Synthesestrategien vorangetrieben. Die direkte Nutzung von kostengünstigem, nachhaltig erzeugtem (überschüssigem) Strom kann Kostenvorteile gegenüber der klassischen Synthese mit chemischen Reagenzien erzielen. Geeignete elektrochemische Reaktoren sind für den erfolgreichen Betrieb von elektrosynthetischen Prozessen unerlässlich. Sie müssen gleichzeitig flexibel und auf die gewünschten Reaktionsbedingungen zugeschnitten sein.
Das Fraunhofer IMM verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung und Realisierung elektrochemischer Reaktoren für eine Vielzahl von elektrolytischen Prozessen. Elektrochemische Mikroreaktoren zeichnen sich durch ihre geringen Elektrodenabstände und ihr hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen aus. Elektrochemische Mikroreaktoren mit kleinem Elektrodenabstand bieten folgende Vorteile:
- Optimierte Designs ermöglichen hohe Stromdichten und eine homogene Flüssigkeitsverteilung.
- Reduzierung der benötigten Menge an Leitsalz oder sogar salzfreier Betrieb
- Ein großes Elektrodenoberfläche-Volumen-Verhältnis führt zu hohen Raum-Zeit-Ausbeuten
- Integrierte Wärmetauscherstrukturen innerhalb einer Zelle oder eines Reaktors leiten die Reaktionswärme effizient ab, verhindern Hot Spots und gewährleisten eine zuverlässige Temperaturregelung
- Niedrige ohmsche Widerstände und entsprechend geringe Spannungsabfälle durch kleine Elektrodenabstände
- Verbesserte Selektivität durch gleichmäßige Stromdichteverteilung, homogenen Durchfluss und definierte Verweilzeiten
