Kraken van groene ammoniak tot waterstof door een synergistische combinatie van thermokatalyse en plasmatechnologie.

Ammoniak is een veelbelovende H2 drager omwille van zijn hoge waterstof densiteit, maar de ontbrekende link is een energie-efficiënte technologie voor het kraken van ammoniak tot H2. De meest onderzochte optie is katalytisch kraken, maar dit vergt hoge temperatuur om volledige conversie te benaderen, in het bijzonder bij het gebruik van nobel metaal-vrije katalysatoren. Het kraken van ammoniak met plasma wordt niet gehinderd door dezelfde limitaties omdat de toegevoegde elektrische energie selectief elektronen opwarmt door hun kleine massa en een thermisch onevenwicht ontstaat. De hoogenergetische elektronen splitsen de ammoniak moleculen en hogere conversies kunnen bereikt worden bij lagere bulk temperatuur. Nadeel van plasma kraken is echter de relatief hoge energiekost. Gedurende dit doctoraat wordt een proces onderzocht dat de voordelen van thermokatalyse en plasma kraken combineert. Een deel van de ammoniak (> 50%) wordt omgezet naar H2 en N2 in een katalytische reactor. De uitgang is verbonden met de plasmareactor, waar de overgebleven ammoniak zoveel mogelijk wordt omgezet (doel: > 99%). Het eerste doel van dit doctoraat is het ontwikkelen van nobel metaal-vrije katalysatoren met hoge activiteit voor ammoniak kraken, zonder volledige conversie te bereiken. Het tweede doel is de katalytische en plasma reactor te combineren en de optimale combinatie van procesparameters te vinden om de totale energiekost te minimaliseren en productiesnelheid en synergie te maximaliseren.

Trefwoorden:KATALYSE, AMMONIA, WATERSTOF, PLASMA TECHNOLOGY

Disciplines:Energieconversie, Heterogene katalyse, Reactiesystemen, Chemisch proces design, Poeder- en particle technologie

Project type:Samenwerkingsproject