Project R-9681

Titel

PlasMaCatDESIGN : Design van dragermaterialen en katalysatoren voor selectieve en energie-efficiënte plasmagedreven conversies

Abstract

Met dit project willen we verdere stappen zetten in het begrijpen en optimaliseren van plasmakatalytische conversie van gassen zoals CO2 en N2 naar chemische bouwstenen. Op die manier draagt het project bij aan de ontwikkeling van innovatieve technologieën voor duurzame chemische processen. Het doel van het project is het opstellen van 'desing rules' voor katalytisch geactiveerde dragermaterialen die plasma geactiveerde conversiereacties van gassen in chemische bouwstenen moeten verbeteren. Door een grondig begrip van materiaal eigenschap - activiteit correlatie beogen we een betere conversie, selectiviteit en energie-efficientie te bekomen van plasmagebaseerde chemische productieprocessen voor twee geselecteerde reacties die zowel industrieel als vanuit milieu-oogpunt belangrijk zijn en waarbij plasmakatalyse specifieke voordelen heeft: (1) selectieve conversie van CO2 naar C1-C2 geoxygeneerde koolwaterstoffen en (2) anorganische aminesynthese (hydroxylamine, NO/NOO2) uit N2. Naast inzichten in plasmakatalytische reacties en reactoren, dragen we bij aan innovaties voor een koolstofneutrale economie door CO2 te hergebruiken, en aan procesintensificatie voor stikstoffixatie. De onderzochte technologie laat toe om hernieuwbare energiebronnen te gebruiken in de chemische industrie en in de valorisatie van afvalgassen. Door onderzoek naar hierarchisch gestructureerde dragermaterialen/katalysatoren boeken we tevens vooruitgang in het ontwikkelen en synthetiseren van materialen met een specifiek design via geavanceerde synthese en coatingtechnieken. We bestuderen meerbepaald: 1) onderliggende mechanismes en structuur-activiteit relaties, 2) voordelen en beperkingen van alternatieve reactiewegen in plasma bij milde condities, 3) proof of concept voor de selectieve productie van anorganische amines uit stikstof en water via plasmakatalyse, en 4) techno-economische en milieuimpact van plasmakatalyse en daaruit volgende O&O doelstellingen.

Periode

01 januari 2019 - 31 december 2022