ENGINEERINGNET.BE - De luchtvaart was in 2021 verantwoordelijk voor bijna 14% van de transportuitstoot in de EU.
Om de sector duurzamer te maken, biedt duurzame vliegtuigbrandstof (SAF) momenteel de enige haalbare optie voor langeafstandsvluchten.
Elektrische of waterstofvliegtuigen zijn voorlopig niet geschikt voor langeafstandsvluchten. Conventionele synthetische processen, zoals Fischer-Tropsch, leveren weliswaar een breed scala aan koolwaterstoffen op, maar die vragen veel nabewerking. Biobrandstoffen zijn beperkt door de beschikbaarheid van grondstoffen.
In het kader van TAKE-OFF zijn daarom twee routes ontwikkeld om CO2 en waterstof om te zetten in duurzame vliegtuigbrandstof. Beide routes leiden tot aanzienlijke efficiëntiewinsten en maken een gerichte productie van vliegtuigbrandstof mogelijk:
- Directe route: CO2 en H2 worden in één stap omgezet naar lichte olefinen, zoals ethyleen en propyleen, die dienen als bouwstenen voor jetfuel.
- Indirecte route: CO2 en H2 worden omgezet naar methanol, vervolgens naar dimethylether, en daarna naar lichte olefinen. Deze route heeft een hogere selectiviteit voor de gewenste producten.
Een cruciale doorbraak is de SIENNA-reactor, die water dat tijdens de reactie ontstaat continu afvoert via een selectief membraan. Hierdoor wordt de CO2-omzetting verhoogd van 20% naar 37%, wat resulteert in kleinere installaties, lager energieverbruik en betere economische haalbaarheid.
Na vier jaar onderzoek produceerde het TAKE-OFF-team een liter vliegtuigbrandstof uit CO2 en waterstof. De brandstof voldoet aan de fysieke eigenschappen die nodig zijn voor certificering en genereert vier keer minder roet dan conventionele kerosine.
Ook aromaten en zwavelverbindingen zijn nagenoeg afwezig, waardoor NOx-, SOx- en deeltjesemissies significant lager liggen. Dit draagt bij aan een betere luchtkwaliteit en een lager klimaateffect van condenssporen.
Voor TAKE-OFF werkten tien partners uit de hele keten samen. CNRS ontwikkelde katalysatoren, RWE leverde CO2, Mitsubishi Power en Asahi Kasei verzorgden de conversie, SkyNRG beoordeelde de brandstofkwaliteit, RWTH Aachen en FEV analyseerden emissies, TNO leverde de SIENNA-reactor en coördineerde het project. SDU en CVE onderzochten de economische en communicatieve aspecten.
De volgende stap is opschaling naar industriële productie, cruciaal gezien de EU-richtlijn ReFuelEU, die een aandeel van 70% SAF in 2050 voorschrijft, waarvan 35% synthetisch moet zijn.
