Oppervlakte-begrensd, snel-gemoduleerd plasma voor proces- en energie-intensificatie voor de conversie van kleine moleculen (SCOPE). (SCOPE)

Dit ERC Synergy project introduceert een grondbrekende nieuwe benadering om hernieuwbare energie te gebruiken voor drie belangrijke industriële reacties: 1) N2 fixatie, 2) CH4 valorizatie en 3) CO2 conversie in vloeibare brandstoffen. We gebruiken hiervoor niet-thermisch plasma, wat een groot potentieel heeft om deze kleine (laag reactieve) moleculen om te zetten bij normale temperatuur en druk, met een veel lagere koolstof voetafdruk (tot meer dan 90% tov bestaande processen). Echter, de selectiviteit en energie-efficiëntie van plasmatechnologie voor deze reacties is nog te laag, en dus zijn radicaal nieuwe benaderingen nodig, in combinatie met katalyse. Door geëxciteerde toestanden te creëren in vaste katalysatoren, die synergetisch werken met de geëxciteerde plasmadeeltjes, introduceren we een gloednieuw idee voor plasma-katalyse symbiose. Daarnaast introduceren we een nieuw concept van nano-/micro-plasma array via een innovatief elektrodedesign, om plasma te genereren aan het katalysatoroppervlak, waardoor we lange afstand transport vermijden. Door ferromagnetische nanodomeinen in te bouwen in de katalysator support en radiofrequente verhitting te introduceren, creëren we snelle temperatuursmodulaties direct aan de actieve sites van de katalysator. Door al deze elementen te combineren, zal dit project de selectiviteit en energie-efficiëntie verbeteren tot een niveau bereikt wordt dat geschikt is voor exploitatie. Dit vereist een synergie over verschillende schalen: nano (aan de katalysator), micro (op niveau van modelleren van de plasmadeeltjes), milli (op reactorschaal) en mega (op niveau van productieplant, voor duurzame productie en inschatten van de impact via "Life-Cycle-Assessment").

Trefwoorden:PLASMACHEMIE, PLASMACATALYSE, PLASMAREACTOR, HERNIEUWBARE ENERGIE

Disciplines:Chemische thermodynamica en energetica, Chemie van plasma's, Oppervlakte- en interfacechemie, Transporteigenschappen en niet-evenwichtsprocessen, Heterogene katalyse, Chemisch proces design, Luchtverontreiniging en -controle

Project type:Samenwerkingsproject