Hoogperformante elektroden voor elektrochemische processen
Gasdiffusie-elektroden (GDE’s) zijn essentiële bouwstenen in moderne elektrochemische en bio-elektrochemische processen. Ze maken het mogelijk om gassen zoals CO₂ om te zetten in waardevolle producten, ondersteunen een schonere afvalwaterbehandeling en maken productieprocessen energie-efficiënter.
Bij VITO ontwerpen en optimaliseren we GDE’s van laboratoriumschaal tot pilootschaal. Zo helpen we bedrijven kosten te verlagen, ontwikkelingstijden te versnellen en de prestaties van hun processen te verbeteren. Overweeg je de overstap naar nieuwe elektrochemische oplossingen? Wij gaan graag met je in gesprek over jouw uitdaging.
Bewezen innovatie: Europees octrooi voor GDE’s van de volgende generatie
VITO’s leiderschap in elektrodeontwikkeling wordt ondersteund door sterke intellectuele eigendom. Ons recent toegekende Europese octrooi EP4182491B1 beschrijft een nieuwe generatie koolstofvrije, metaalgebaseerde gasdiffusie-elektroden die ontwikkeld zijn voor langdurige en efficiënte CO₂-elektroreductie.
Deze elektroden lossen typische beperkingen van koolstofgebaseerde GDE’s op en bieden:
- grotere stabiliteit onder industriële omstandigheden
- minder degradatie- en overstromingsproblemen
- betere compatibiliteit met CO₂-elektrolysesystemen
- een robuustere en schaalbare route naar commerciële CO₂-conversie
Ben je geïnteresseerd in gepatenteerde elektrodetechnologie? Neem contact met ons op om samen te werken of de mogelijkheden voor licenties te bespreken.
Welke industriële uitdagingen lossen onze GDE’s op?
Bedrijven komen naar VITO wanneer ze te maken hebben met:
- hoge kosten van platina-gebaseerde elektroden
- degradatie of beperkte levensduur van elektroden
- moeilijkheden om van laboratorium naar piloot- of industriële schaal op te schalen
- lage productiviteit door massatransferbeperkingen
- complexe meerstapsprocessen
- inefficiënte verwerking van gasvormige producten
- de nood aan procesvereenvoudiging en kostenreductie
Herkenbaar? Onze experts analyseren jouw proces en adviseren je graag over de beste aanpak. VITO biedt betrouwbare, schaalbare en kosteneffectieve elektrode-oplossingen. Interesse? Contacteer ons om jouw specifieke uitdaging te bespreken.
De resultaten die je mag verwachten
Onze gasdiffusie-elektroden helpen industriële klanten om:
- tot 10x lagere elektrodekosten te bereiken dankzij goedkope koolstofmaterialen
- stabiele, langdurige prestaties te realiseren (aangetoond in jarenlange testen)
- duurzamer te produceren zonder oplosmiddelen en met minder afval
- investeringen en operationele kosten te verlagen
- de time-to-market te verkorten dankzij vlotte opschaling van kleine labopstellingen naar pilootinstallaties
- de procesefficiëntie te verhogen door betere massatransfer
- compatibel te zijn met industriële membranen zoals Zirfon
Ons doel is eenvoudig: jouw elektrochemisch proces competitiever maken. Wil je meetbare vooruitgang in kosten, efficiëntie of betrouwbaarheid? We onderzoeken graag samen de mogelijkheden.
Waarom industriepartners voor VITO kiezen
Sterke expertise, multidisciplinair team en wereldwijd netwerk
Onze experts combineren kennis over elektrochemie, materiaalkunde, katalyse en scheidingstechnologie. We ontwikkelen elektroden in uiteenlopende vormen en groottes, van 10 cm² tot 1 m². Dankzij ons internationaal netwerk van universiteiten, industrie en onderzoeksinstellingen blijven we voortdurend op de hoogte van de nieuwste doorbraken.
Ben je op zoek naar een partner met bewezen expertise? Neem contact met ons op.
Geavanceerde infrastructuur van lab tot pilootschaal
We voeren haalbaarheidsstudies uit en geven procesadvies. We helpen bij het ontwerpen van conversie-installaties en ontwikkelen elektroden met commerciële of door de klant aangeleverde materialen. Onze infrastructuur omvat alles, van experimenten op centimeterschaal tot volledig operationele pilootinstallaties (GMP- en ATEX-gecertificeerd). Zo kunnen bedrijven hun processen testen, verfijnen en opschalen in een veilige en realistische omgeving, voordat ze grote investeringen doen.
Heb je een testomgeving of ondersteuning op pilootschaal nodig? Onze faciliteiten staan voor je klaar.
Maatwerk en direct inzetbare technologie
Elke industriële uitdaging is anders. Daarom ontwerpen wij elektroden volledig op maat, van labtesten tot grootschalige pilootinstallaties.
Daarnaast bieden we gepatenteerde, direct inzetbare technologieën:
- VITO CORE®: meerlaagse elektroden via koudwalsen
- VITO CASE®: meerlaagse elektroden via gieten
- grote gesegmenteerde electrode-arrays tot 0,85 m²
Deze technologieën bieden snelle, risicobeperkte routes naar industriële implementatie. Ben je op zoek naar maatwerk of licentiemogelijkheden? Ons team staat klaar om je te helpen.
Voorbeelden van onze realisaties
Kostenefficiënte luchtkathodes voor microbiële brandstofcellen (MFC’s)
Door platina te vervangen door onze koolstofgebaseerde elektroden (VITO CORE® en VITO CASE®) bereikten we:
- 10× lagere kosten
- hoge prestaties in zowel kunstmatig als echt afvalwater
- slechts 30% prestatieverlies na één jaar
- succesvolle opschaling van cm² naar m²
Wil je vergelijkbare besparingen of meer stabiliteit? We bekijken het graag samen met jou.
Tubulaire elektrode voor een designlamp op MFC-technologie
Een Nederlandse designer had een unieke tubulaire elektrode nodig voor een microbiële brandstofcellamp. Met onze flexibele VITO CORE®-technologie ontwikkelden we een lekvrije oplossing die perfect werkte. De lamp won een prijs op Dutch Design Week in 2016.
Heb je bijzondere vormen of specifieke engineering nodig? Wij maken het mogelijk.
Grote gesegmenteerde elektrode voor pilootinstallatie
Een klant zocht een grote elektrode voor een pilootinstallatie met afvalwater. VITO ontwikkelde een robuuste elektrode van 0,85 m² die:
- de druk van 100 liter water aankon
-
een stabiele, gelijkmatige stroomverdeling bood
-
meerdere kleinere elektroden efficiënt koppelde
Wil je opschalen naar piloot- of pre-industriële schaal? Wij ondersteunen het volledige traject.
Laten we samen jouw elektrochemisch proces versterken
Wil je kosten verlagen, efficiëntie verhogen of opschalen in elektrochemische of CO₂-conversietechnologieën? VITO helpt je verder. Contacteer ons om je uitdaging te bespreken, samenwerkingsmogelijkheden te verkennen of een traject op maat te starten. Wij begeleiden je van idee tot implementatie.
Bijdrage aan grote Europese innovatieprojecten
VITO speelt een leidende rol in verschillende Europese innovatieprogramma’s.
VIVALDI (H2020): Circulaire CO₂-conversie voor de industrie
VIVALDI ontwikkelt koolstofvrije, metaalgebaseerde elektroden en processen om industriële CO₂-emissies om te zetten in waardevolle chemicaliën. VITO levert duurzame GDE’s voor efficiënte CO₂-elektroreductie, ondersteund door ons Europees octrooi EP4182491B1.
TRAMPOLINE (MSCA): Vooruitgang in microbiële elektrochemische technologieën
TRAMPOLINE ontwikkelt elektroden van de volgende generatie voor microbiële elektrochemische technologieën. VITO verbeterde GDE-materialen die de prestaties en stabiliteit van bio-elektrochemische systemen verhogen.
CLUE: Selectieve CO₂ elektroreductie met metaalclusters
CLUE onderzoekt metaalclusters als innovatieve katalysatoren voor selectieve CO₂-elektroreductie. VITO ontwikkelt elektrodestructuren die deze clusters integreren om de efficiëntie en productselectiviteit te verhogen.
FUELS-C: Biobrandstoffen uit CO₂ en organisch afval
FUELS-C ontwikkelt nieuwe routes om CO₂ en organisch afval om te zetten in biobrandstoffen. VITO maakt geavanceerde elektroden die CO₂ omzetten in mierenzuur, geschikt voor elektriciteitsproductie in brandstofcellen.
Get-A-Met: Terugwinning van kritische metalen uit industriële stromen
Get-A-Met ontwikkelt nieuwe technologieën om kritische metalen terug te winnen uit verdunde industriële stromen met lage concentraties. VITO ondersteunt innovaties die grondstoffenschaarste aanpakken en het circulaire gebruik van waardevolle materialen versterken.
E2C: Elektronen naar hoogwaardige chemicaliën
E2C versnelt de ontwikkeling van Power-to-X-technologieën door hernieuwbare elektriciteit en CO₂ om te zetten in waardevolle chemicaliën. VITO ontwikkelde een elektrodeplatform voor efficiënte CO₂-elektroreductie.
Relevante publicaties
- Singh, C., Song, J., Prasannachandran, R., Rodriguez, A.G., Shen, J., Chen, Z., Vaes, J., Birdja, Y.Y. and Pant, D., 2026. Unlocking long-term stability in metal-based gas diffusion electrodes for CO₂ electroreduction. EES Catalysis. DOI: https://doi.org/10.1039/D5EY00330J
- Santoro, C., Bollella, P., Erable, B., Atanassov, P. and Pant, D., 2022. Oxygen reduction reaction electrocatalysis in neutral media for bioelectrochemical systems. Nature Catalysis, 5(6), pp.473-484.
- Rossi, R., Jones, D., Myung, J., Zikmund, E., Yang, W., Gallego, Y.A., Pant, D., Evans, P.J., Page, M.A., Cropek, D.M. and Logan, B.E., 2019. Evaluating a multi-panel air cathode through electrochemical and biotic tests. Water research, 148, pp.51-59.
- Bajracharya, S., Vanbroekhoven, K., Buisman, C.J., Pant, D. and Strik, D.P., 2016. Application of gas diffusion biocathode in microbial electrosynthesis from carbon dioxide. Environmental Science and Pollution Research, 23, pp.22292-22308.
- Alvarez-Gallego, Y., Dominguez-Benetton, X., Pant, D., Diels, L., Vanbroekhoven, K., Genné, I. and Vermeiren, P., 2012. Development of gas diffusion electrodes for cogeneration of chemicals and electricity. Electrochimica Acta, 82, pp.415-426.
Vragen over gasdiffusie-elektroden (GDE)
Ja, zowel de VITOCoRe als de VITOCaSE GDE-elektroden zijn beschermd met een handelsmerk/oktrooi.
We bieden monsters van 10 en 400 cm² aan voor applicatietesten.
