Project R-16140

Inductief Verwarmbare Katalysatoren om de Energie-efficiëntie en Flexibiliteit van CO2-conversie via rWGS te vergroten (Onderzoek)

Katalytische reacties zijn cruciaal voor de energietransitie, voor het creëren van fijnchemicaliën uit hernieuwbare grondstoffen of voor het opslaan van zonne-energie, bijvoorbeeld als waterstof via katalytische watersplitsing. Endotherme katalytische reacties vereisen meestal hoge temperaturen en constante energietoevoer om de chemische reactie aan te drijven. De benodigde energie wordt grotendeels geleverd via convectieverwarming van de katalytische reactie met behulp van bijvoorbeeld een gasoven. De grote massa die tot hoge temperaturen moet worden verwarmd, maakt deze processen zeer inflexibel, aangezien het lang duurt om de reactor op te warmen en af te koelen. Bovendien zijn er grote hoeveelheden energie nodig om de reactor op te warmen en tijdens de reactie op temperatuur te houden. Via inductie kan warmte direct worden opgewekt binnenin magnetische objecten. Het cyclisch bewegen van ferromagnetische nanodeeltjes door een wisselend magnetisch veld leidt tot energieverliezen via magnetische hysteresis, die tot uiting komen als warmteafvoer. Wanneer deze deeltjes worden geïntegreerd in een katalysator, kan warmte direct op het katalysatorbed worden toegepast zonder dat de gehele katalytische reactor moet worden verwarmd. Vanwege de significant lagere massa die moet worden verwarmd, kunnen de energiebehoefte en de tijd voor opwarmen en afkoelen aanzienlijk worden gereduceerd, waardoor de energie-efficiëntie en flexibiliteit van het proces toenemen. Bovendien kan inductieverwarming worden gebruikt om katalytische processen te elektrificeren en de efficiëntie van de stroomomzetting te verhogen, waardoor de CO2-uitstoot van katalytische processen aanzienlijk wordt verminderd. In dit onderzoeksproject worden nieuwe katalysatoren onderzocht, die magnetische nanodeeltjes voor inductieverwarming combineren met actieve materialen om CO2 conversie te katalyseren. De nieuwe katalysatoren zullen in detail worden bestudeerd en hun impact op de omgekeerde water-gas-shift-reactie (rWGS) zal worden gevalideerd. Het project omvat de ontwikkeling van nieuwe syntheseprocedures om de bovengenoemde materialen te realiseren en hun gedetailleerde karakterisering, evenals het ontwikkelen van nieuwe katalytische processen voor inductief verwarmde CO2 conversie via de rWGS-reactie.

16 november 2025 - 15 november 2029