Algemeen
omzetting kooldioxide in aardgas
Kobalt bevattende katalysator voor het omzetten van kooldioxide in methaan (foto's: Andreas Battenberg / TU München)

Op sommige dagen zijn de weersomstandigheden zodanig dat zonnecellen en/of windturbines geen energie leveren. Maar er zijn ook dagen, waarbij duurzame energiebronnen moeten worden uitgeschakeld omdat teveel elektriciteit wordt opgewekt. Het project iC4 heeft tot taak om de al honderd jaren bekende omvorming van kooldioxide in aardgas zodanig te optimaliseren, dat deze als opslagtechnologie kan concurreren.

Het veelbesproken broeikasgas kooldioxide zou een belangrijk onderdeel kunnen worden van de energie-revolutie. Onderzoekers van Technische Universität München (TUM), Wacker Chemie en Clariant ontwikkelen samen efficiënte katalysatoren voor de omzetting van kooldioxide (CO2) in methaan (CH4). De daarvoor benodigde waterstof wordt door elektrolyse van water met het overschot aan elektriciteit gewonnen.

In het kader van het door het Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gesubsidieerde project integrated Carbon Capture, Conversion and Cycling (iC4) testten de wetenschappers meer dan 250 verschillende katalysatorsystemen, waaronder zowel bestaande als nieuw ontwikkelde soorten. Veelbelovende kandidaten worden verder geoptimaliseerd. In de proefinstallatie van MAN Diesel & Turbo SE in Deggendorf haalden de eerste katalysatoren met rendementen tussen 92% en 95% genoeg methaan om het gas in te voeren in het bestaande aardgasnet.

Bij de onderzoekers van het project gaat het vooral om het onderzoek naar het precieze verloop van de omzetting en de reacties aan de oppervlakken van de katalysatoren. Deze kennis is de sleutel voor economische methaanproductie op grote schaal.

Energie-opslag

De mensheid kan nooit genoeg batterijen produceren of pompopslagcentrales bouwen om de in de toekomst te verwachten verschillen tussen elektriciteitsproductie en elektriciteitsverbruik te compenseren. Volgens de onderzoekers de enige weg om grote hoeveelheden energie op te slaan leidt naar de chemische opslag.

kooldioxide omzetten
Reactor voor het gebruik van CO2 voor halffabrikaten voor kunststoffen

De onderzoekers zien methaan als vorm van opslag bijzonder waardevol. West-Europa beschikt over een groot leidingnetwerk voor aardgas en een opslagcapaciteit die zelfs een elektriciteitsproductie-uitval van meerdere weken kan overbruggen. Bovendien hebben we inmiddels een tiental jaren ervaring met het gebruik van aardgas als brandstof voor auto’s.

De grondstof van de reactie, kooldioxide, is in grote hoeveelheden beschikbaar. Natuurlijk aardgas bevat behalve energiedrager methaan ook tot 10% kooldioxide. Biogasinstallaties produceren behalve methaan kooldioxide, tot wel 50%. De grootste kooldioxidebronnen zijn elektriciteitscentrales die kolen, olie of gas verbranden. Ook bij energievretende processen als cement- en metaalproductie komt veel CO2 vrij.

Grootschalige omzetting

De zuiverheid van kooldioxide voor gebruik uit deze kooldioxidebronnen vormt wel een uitdaging. Rookgassen bevatten agressief zwaveldioxide en biogas bevat eveneens zwavelverbindingen. De optimale katalysator zou voor deze storende substanties ongevoelig moeten zijn, zodat de kosten voor de reiniging van kooldioxide laag blijven.

De wetenschappers van de TU München zochten robuuste en nog actievere katalysatorsystemen om de wisselwerkingen van verschillende katalytisch actieve metalen en dragermaterialen te onderzoeken. Ook onderzochten ze de invloed van verschillende preparatiemethoden op de stabiliteit en activiteit.

Een andere uitdaging vormde de meertraps, veel energie leverende reactie zelf op. Er bestaan demonstratie-installaties voor methaanproductie, maar de kinematica van de reacties en de verschillende deelreacties zijn nog niet volledig duidelijk. Een belangrijk doel van het onderzoek is daarom ook de theoretische modellering van de reacties op de computer. Voor de ontwikkeling van efficiënte grote installaties vormen deze modelberekeningen een belangrijke basis.

Gezamenlijk project

Het gezamenlijke project voor het gebruik van kooldioxide als energie-opslag stoelt op vier zuilen: afsplitsing van kooldioxide uit aardgas en biogas, afsplitsing van kooldioxide uit rookgassen (elektrische centrales, cementindustrie, metaalindustrie,….), katalytische omzetting van kooldioxide in methaan en het directe gebruik van kooldioxide door foto-katalyse.

Met ondernemingen als Clariant, e.on, Linde, MAN Diesel & Turbo SE, Siemens, Wacker Chemie en het Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) en de TU München beschikt het iC4-consortium over alle competenties voor alle noodzakelijke stappen.

  • Zevende as van Rollon: extra maten voor kleine robots

    Rollon heeft zijn assortiment zevende assen uitgebreid met twee extra maten voor automatiseringstaken met een lager laadvermogen (foto: Rollon)Met de productlijn Seventh Axis biedt Rollon een uitgebreid portfolio van modulaire aluminium assen voor robottoepassingen. Nu is het assortiment uitgebreid met twee extra maten in het… Lees verder →

  • ABB breidt met overname portfolio flexibele automatisering uit

    ABB neemt ASTI Mobile Robotics Group (ASTI) overnemen. Hiermee kan ABB een compleet portfolio aanbieden voor de volgende generatie van flexibele automatisering. (foto’s: ABB)ABB heeft aangekondigd dat het de ASTI Mobile Robotics Group (ASTI) zal overnemen, fabrikant van autonome mobiele robots (AMR). Hiermee wordt het… Lees verder →

  • ABB introduceert geavanceerd HMI-scherm

    Met de Lite Panel introduceert ABB een geavanceerd HMI-scherm om tot 28 verschillende elektrische ABB-componenten te monitoren en besturen. (Foto: ABB)Met Lite Panel introduceert ABB een veilige, tijdbesparende en eenvoudig te installeren oplossing om tot 28 elektrische componenten te monitoren en besturen. Elektronische componenten, zoals… Lees verder →

  • Voxan en Max Biaggi plannen nieuwe wereldrecordpoging

    Voxan en Max Biaggi bereiden een nieuwe recordpoging voor. (Foto: Venturi)Motorfietsfabrikant Voxan, onderdeel van Venturi, fabrikant van elektrische voertuigen, maakt zich op voor het veroveren van een nieuw snelheidsrecord. Na het vestigen 11 nieuwe records in november 2020, wordt de elektrische motorfiets Voxan Wattman momenteel… Lees verder →

  • Huisman schaalt 3D-printen van kraanhaken op

    De 3D-geprinte kraanhaken wegen elk 1700kg en hebben een hijsvermogen van 350mt (foto: Huisman)Huisman, leverancier van step-changing technische oplossingen, heeft geslaagde tests uitgevoerd met vier nieuwe 3D-geprinte 350mt kraanhaken op basis van strenge eisen en onder toezicht van de onafhankelijke certificerende autoriteit Lloyd’s Register. De… Lees verder →

  • Schaeffler start productie van 2in1 elektrische assen in China

    De 2in1 elektrische as van Schaeffler integreert de reductietransmissie en de elektromotor in één compacte eenheid. (foto's: Schaeffler)Schaeffler begint met de productie van 2in1 elektrische assen in haar productiefaciliteit in Taicang, China. Het elektrische assysteem bestaat uit een elektromotor en een transmissie. De productiestart is… Lees verder →

  • Siemens breidt motorportfolio voor procesindustrie uit

    Simotics XP-motoren van 0,25 tot 460 kW beschikbaar in gasgroepen IIB en IIC (foto: Siemens)De explosieveilige laagspanningsmotoren van de Simotics XP-serie van Siemens zijn nu beschikbaar in het gehele vermogensbereik van 0,25 tot 460 kW in gasgroepen IIB en IIC. Met hun premium efficiëntie klasse… Lees verder →

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven