Model-gebaseerde verbetering van het reactor design in een gliding arc plasmatron voor CO2 conversie met en zonder katalysator.

De opwarming van de aarde is een complex probleem en er moet dringend iets veranderen. Het broeikasgas CO2 is een belangrijke factor in dit vraagstuk. Als CO2 omgezet wordt in nieuwe waardevolle componenten en brandstoffen, kan het een duurzame kringloop vormen. Plasmatechnologie heeft het potentieel om tot deze kringloop te komen. De gliding arc plasmatron (GAP) reactor is daarvoor bijzonder interessant, maar de huidige prestaties zijn ontoereikend. Mijn project zal zich richten op de conversie van CO2 en CO2/CH4 mengsels in nuttige grondstoffen in deze reactor. Ondanks de veelbelovende resultaten van de GAP, botst het huidige reactor design op limieten. Vernieuwing van het design is van cruciaal belang om de conversie en energie-efficiëntie te optimaliseren. Ook de combinatie met een katalysator werd nog niet getest en kan leiden tot een verbeterde conversie en selectiviteit. Om een optimaal ontwerp te bekomen, is er meer inzicht nodig in de onderliggende mechanismes. De beste aanpak is daarom een combinatie van modelleren en experimenten. Ik zal nieuwe designs onderzoeken met behulp van een chemische reactiekinetiek 0D model en een 3D model op basis van fluïd dynamica. De modellen zal ik valideren met behulp van experimenten, met specifieke diagnostiek tijdens twee verblijven aan de Technische Universiteit Eindhoven en de Universiteit van Bochum. Uiteindelijk leidt deze gecombineerde studie tot meer inzicht in deze plasma reactor voor een geoptimaliseerde werking.

Trefwoorden:RECYCLAGE, DUURZAAMHEID, PLASMA, CO2

Disciplines:Chemie van plasma's, Fysische chemie niet elders geclassificeerd, Duurzame chemie niet elders geclassificeerd, Theoretische en computationele chemie niet elders geclassificeerd, Reactiekinetica en -dynamica