Efficiëntere koolstofdioxide-splitsing voor duurzame brandstoffen

ENGINEERINGNET.BE - Koolstofmonoxide (CO) kan als bron van duurzame brandstoffen worden geproduceerd met behulp van koolstofdioxide (CO2) en hernieuwbare elektriciteit.

Het met hoge temperaturen aansturen van dit proces wordt regelmatig afgedaan als weinig veelbelovend, omdat de maximaal haalbare energie-efficiëntie theoretisch ‘maar’ 50% zou zijn.

Er waren echter speculaties dat deze efficiëntie hoger zou kunnen liggen, indien een bepaalde combinatie van chemische reacties zou optreden.

Wanneer een CO2-molecuul splitst, ontstaan een CO-molecuul en een zuurstofatoom. De zuurstofatomen recombineren meestal als moleculair zuurstof (O2).

In plaats daarvan kan het losse zuurstofatoom echter ook met CO2 reageren, om zo moleculair zuurstof en een tweede CO-molecuul te vormen. Dit extra CO-molecuul wordt op een energetisch efficiëntere manier gevormd.

Onderzoekers van DIFFER en Maastricht University hebben de chemie in microgolfplasma’s op hoge temperatuur bestudeerd aan de hand van experimenten en modellen.

Ze hebben laten zien dat deze efficiëntere chemische reacties optreden bij een temperatuur van 3000 Kelvin. Dat is iets meer dan 2700 graden Celsius. Op die manier wordt de maximaal haalbare efficiëntie mogelijk verhoogd naar 70% in plaats van 50%.

Met de gevonden verbeteringen in gedachten, kunnen reactoren worden ontworpen die gunstigere omstandigheden bieden voor CO2-splitsing, aldus Alex van de Steeg, promovendus in de DIFFER-groep Plasma Solar Fuels Devices.