Plasma-katalytische hydrogenatie van CO2 tot CH3OH: Studie van de onderliggende mechanismen via geïntegreerd microkinetisch modelleren van plasmachemie en oppervlaktereacties.

Er is een groeiende interesse in het omzetten van CO2 naar waardevolle chemicaliën. Een interessant proces is hydrogenatie tot CH3OH, een waardevolle brandstof en intermediair in de chemische industrie. De CO2 conversie en CH3OH selectiviteit zijn echter beperkt door thermodynamica wanneer heterogene katalyse wordt gebruikt. Een mogelijke oplossing is het combineren van katalyse met niet-thermisch plasma, wat kinetisch gelimiteerde processen mogelijk maakt bij temperaturen die thermodynamisch gunstig blijven. In mijn project zal ik de plasma-katalytische conversie van CO2 tot CH3OH computationeel bestuderen om inzicht te krijgen in de onderliggende mechanismen. Dit inzicht is momenteel immers zeer beperkt. Ik zal beginnen met het ontwikkelen van een 0D chemische kinetiek model van een CO2/H2 plasma. Vervolgens zal ik een microkinetisch oppervlakte model ontwikkelen om de reacties aan het oppervlak van de katalysator te simuleren. In de derde stap zal ik deze modellen koppelen om te bestuderen hoe de katalysator de gas fase beïnvloedt en omgekeerd. Ik zal ook de invloed van verschillende katalysatoren en ZnO promotie onderzoeken. Al deze modellen zullen gevalideerd worden aan de hand van experimenten en worden verbeterd wanneer de resultaten onvoldoende in overeenstemming zijn. Het uiteindelijke doel is om de plasma en katalysator condities te optimaliseren voor de plasma-katalytische hydrogenatie van CO2 tot CH3OH.

Trefwoorden:PLASMACHEMIE, PLASMACATALYSE, KINETICA, CO2

Disciplines:Kinetica, Fysica van gassen, plasma's en elektrische ladingen niet elders geclassificeerd, Computationele fysica, Chemie van plasma's, Fysische chemie niet elders geclassificeerd