Een EU-project heeft innovatieve nanokatalysatoren ontwikkeld om een ​​geïntegreerd, modulair en zeer efficiënt proces te creëren voor de productie van brandstoffen uit hernieuwbare energiebronnen.

Klimaatverandering en een groeiende bevolking maken het gebruik van meer duurzame energiebronnen noodzakelijk. Hoewel dit probleem een ​​grote maatschappelijke vraag vertegenwoordigt, het is slechts een van de vele gezichten van de petrochemische industrie. Toegenomen concurrentie en afhankelijkheid van externe bronnen, stijgende kosten, en de druk om de milieu-impact van de gebruikte processen te verminderen, zijn enkele andere uitdagingen die deze industrie momenteel moet overwinnen.

Om zijn omgeving te bevredigen, economische en maatschappelijke verantwoordelijkheden, de industrie moet duurzame productiemethoden voor brandstof ontwikkelen. Vijftien partners in acht landen bundelden hun krachten in het door de EU gefinancierde project BIOGO-FOR-PRODUCTION om productieprocessen radicaal te transformeren en deze essentiële verbeteringen te realiseren.

Biogas omzetten in benzine

Het project was gericht op het ontwikkelen van een geïntegreerde, coherente en holistische benadering voor het transformeren van de productie van biobrandstoffen uit duurzame bronnen. Projectpartners gebruikten nieuwe technologie om katalysatoren op nanoschaal te bereiden met verminderde afhankelijkheid van edele metalen en zeldzame aardmaterialen, evenals innovatieve industriële methoden voor elke productiestap.

"In BIOGO-VOOR-PRODUCTIE, we hebben een proces bedacht om hernieuwbare bio-oliën en biogas om te zetten in synthesegas, die vervolgens katalytisch wordt omgezet in biobrandstoffen en chemische platformproducten. Dit duurzame proces is onafhankelijk van fossiele brandstoffen, ", zegt projectcoördinator Gunther Kolb. Onderzoekers gebruikten een met waterstof verrijkt biogas dat gemakkelijk werd omgezet in synthesegas via autothermische of gecombineerde exotherme en endotherme routes. De overtollige waterstof en warmte werden gebruikt om pyrolyse-olie om te zetten in extra synthesegas om uiteindelijk een samenstelling op te leveren geschikt voor methanolsynthese Door geschikte katalysatoren, methanol werd vervolgens omgezet in een vloeibare brandstof - synthetische benzine.

De productie van synthetische brandstoffen uit hernieuwbare bronnen zal een zeer waardevolle bijdrage leveren aan het duurzaam voorzien in de energievraag. "In tegenstelling tot het conventionele Fischer-Tropsch-proces dat momenteel wordt gebruikt voor de productie van synthetische koolwaterstofbrandstoffen, De procesketen van BIOGO-FOR-PRODUCTION belooft een hogere koolstofefficiëntie, energie-efficiëntie, leveringszekerheid en kostenvoordelen, ’ voegt Günther eraan toe.

Nanotechnologie voor biobrandstoffen

Projectpartners werkten aan het verbeteren van de beschikbare katalysatoren voor elk van de vier belangrijkste stappen van het productieproces. Er werden innovatieve technieken toegepast om de algehele prestaties te verbeteren, zoals clusterbundelsputteren. Deze techniek omvat het uitwerpen van kleine clusters van atomen op het oppervlak van een dragermateriaal met een groot oppervlak. De nieuw ontwikkelde stabiele katalysatoren beperkten de vorming van lichte koolwaterstoffen, vooral methaan.

Het team ontwikkelde ook een nieuw systeem met een veel hogere afzettingssnelheid van nanoclusters, ongeveer twee tot drie orden van grootte hoger dan een typisch systeem van onderzoekskwaliteit dat momenteel te vinden is in universitaire laboratoria. Dit maakt het veel geschikter voor gebruik in de industrie.

BIOGO-FOR-PRODUCTION demonstreerde zijn procesketen nog op kleine schaal. De minifabriek opereert in een containeromgeving die geschikt is voor de productie van chemicaliën en kan dienen als toekomstige gastheer voor modulaire brandstofproductiefabrieken. Onderzoekers hebben ook een katalysatorproductie op proefschaal uitgevoerd en het productiepotentieel voor snelle industrialisatie aangetoond.