Plasmareactoren voor efficiënte productie van kunstmest toegepst in een reële omgeving (PREPARE). (PREPARE)

Mijn project heeft tot doel het "proof of concept" te demonstreren van nieuwe plasmareactoren voor duurzame en energiezuinige NOx-productie uit lucht, als basis voor de productie van groene kunstmest. Plasma ontstaat door het toepassen van elektriciteit, is snel aan/uit te schakelen en kent geen schaalvoordelen, dus ideaal in combinatie met duurzame (intermitterende) elektriciteit en daarmee interessant voor elektrificatie van kunstmestproductie. Dit project komt voort uit mijn ERC SyG, waar we recordwaarden behaalden in plasma-gebaseerde NOx-productie en energiekosten (EC). Nu is het tijd om dit in de praktijk te brengen door optimalisatie van het reactorontwerp. We zullen drie verschillende plasmareactorontwerpen bouwen, gebaseerd op innovatieve computermodellen, en de optimale afstemming op de voeding testen voor maximale efficiëntie. We testen ook het effect van quenching, warmterecuperatie, voorverwarmen, gasrecirculatie en sorptiematerialen om de prestaties in termen van NOx-opbrengsten en EC verder te verbeteren. Vervolgens zullen we de reactoren in de echte wereld testen, d.w.z. lucht met variërende vochtigheid, en de robuustheid van de reactor onderzoeken voor zowel continu langdurig als intermitterend bedrijf. In de laatste twee maanden plannen we demo's voor geïnteresseerde belanghebbenden, die dienen als "real-life" marktanalyse. Ten slotte zullen we een SWOT-analyse uitvoeren, waarbij de drie reactoren worden vergeleken in termen van algemene prestaties in de echte wereld, om te beslissen welke reactor zal worden geselecteerd voor opschaling en mogelijke commercialisering. PREPARE wil innovatie stimuleren voor de toepassing van HNO3- en NH4NO3-productie, die nu voornamelijk afhankelijk is van niet-duurzame bronnen. Daarnaast kan het een oplossing bieden om de NH3-emissies van de vee- en pluimveehouderij te beperken, door de plasma-geproduceerde NOx te laten reageren met de uitgestoten NH3 om NH4NO3 te vormen. PREPARE biedt daarmee een innovatief traject voor het vergroenen van (1) de chemie/kunstmest-industrie en (2) de vee- en pluimveehouderij.

Trefwoorden:STIKSTOFBINDING, PLASMACHEMIE, PLASMAREACTOR, MESTSTOF

Disciplines:Chemie van plasma's, Algemene chemische en biochemische ingenieurswetenschappen niet elders geclassificeerd, Luchtverontreiniging en -controle, Duurzame landbouw