Brandstof uit zonlicht – koolstofdioxide, water en groene stroom als bouwstenen voor duurzame chemie

Door de snelle groei van groene elektriciteitsproductie ontstaat er behoefte aan chemische processen die in plaats van fossiele grondstoffen elektriciteit gebruiken. Dat is bijvoorbeeld relevant bij grootschalige inzet van duurzame, fluctuerende energiebronnen zoals windturbines en zonnepanelen. Door hun tijdelijke stroomoverschotten om te zetten in vloeibare brandstof ontstaat een duurzame energie-infrastructuur.

De onderzoekers van het Nederlandse instituut voor funderend energieonderzoek Differ, de afdeling Technische Natuurkunde van de Technische Universiteit Eindhoven en het bedrijf Syngaschem bundelen hun krachten om groene stroom efficiënt om te kunnen zetten in vloeibare koolwaterstoffen met een hoge energiedichtheid, zoals benzine. Kees-Jan Weststrate (Syngaschem, projectmanager) licht toe: "Als we deze specifieke vorm van brandstofproductie goed begrijpen creëren we tegelijk ook mogelijkheden voor het maken van andere hoogwaardige chemische producten. Producten op basis van koolstof zijn niet weg te denken uit onze maatschappij, en op deze manier kunnen we die chemicaliën blijven produceren zonder van fossiele bronnen afhankelijk zijn."

Differ-directeur Richard van de Sanden zegt over de nieuwe samenwerking: "Grootschalige en efficiënte opslag van duurzame energie is waar het in de energietransitie om draait. Hoe krijgen we schone energie op de tijd en plaats waar de gebruiker hem wil? Er zijn veel concepten, vaak nog met een laag rendement. Om dat rendement te verbeteren is fundamenteel onderzoek nodig in samenwerking met het bedrijfsleven: alleen dan weet je zeker dat je de juiste uitdaging aanpakt om grootschalige toepassing van je idee mogelijk te maken."

Op het raakvlak van chemie en fysica

Het onderzoek kent zowel chemische als fysische aspecten: de partners zijn actief op het gebied van elektrochemie, katalyse, oppervlaktereacties, spectroscopie en plasmafysica. Om deze reden hebben NWO Chemische Wetenschappen (CW) en de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie FOM samenwerking gezocht en is een multidisciplinair onderzoek tot stand gekomen: een mix van een Industrial Partnership Programme (IPP) van FOM en een Chemical Industrial Partnership Programme (CHIPP) van NWO CW.

Topsectoren Chemie & Energie

Het onderzoek sluit aan bij de topsectoren Chemie en Energie, en bij het Innovatiefonds Chemie (IFC) van CW waarmee NWO bijdraagt aan de Topsector Chemie. Voor dit nieuwe onderzoeksprogramma is een zogenaamde TKI-toeslag aangevraagd, die onderdeel is van de programmabegroting. Deze bedraagt ongeveer 25 procent over de in-cash private bijdragen.

De partners

In het (Ch)IPP programma slaan het Nederlandse instituut voor funderend energieonderzoek DIFFER en de onderzoeksgroep Plasma and Materials Processing (PMP) van de Technische Universiteit Eindhoven de handen ineen met het onderzoeksbedrijf Syngaschem. Differ (http://www.differ.nl/) is onderdeel van FOM en NWO en heeft als missie het uitvoeren en ondersteunen van onderzoek naar de energie van de toekomst. De twee hoofdthema’s van Differ zijn duurzame energieproductie uit kernfusie en grootschalige opslag van duurzame energie in de vorm van solar fuels.

De onderzoeksgroep PMP van de TU Eindhoven is gespecialiseerd in technieken om fysische en chemische processen efficiënt te laten verlopen op oppervlakken, vooral voor toepassingen op het gebied van duurzame energieopwekking en energieopslag.

Syngaschem  (http://www.syngaschem.com/) is een privaat Nederlands onderzoeksbedrijf, opgericht in 2013 door hoogleraar Hans Niemantsverdriet en sinds januari 2016 gevestigd in het Differ-gebouw op de TU/e-campus. De missie van dit nieuwe SynCat@Differ laboratorium is de opslag van groene elektrische energie in de vorm van schone brandstoffen, met als centrale stappen de vorming en omzetting van synthesegas (syngas). Syngaschem is op zoek naar fundamenteel begrip als motor van technologische doorbraken. Syngaschem is research partner van Synfuels China Technologies Co. Ltd., een uit de Chinese Academy of Sciences afkomstig bedrijf dat in China leidend is in schone coal‐to-liquids technologie.

Meer informatie over publiek-private samenwerkingsvormen in het Innovatiefonds Chemie is te vinden op www.nwo.nl/innovatiefondschemie. Informatie over de Industrial Partnership Programmes van FOM op www.fom.nl/ipp.