Plus Vlaamse universiteiten maken ammoniakproductie CO2-vrij

Onderzoekers aan de KU Leuven en de UAntwerpen ontwikkelden een nieuwe manier om ammoniak te produceren. Het proces is volledig CO2-neutraal en kan op kleine schaal toegepast worden met hernieuwbare energie.

Koenraad Coel | 16 oktober 2020
Plasma Generator
Een plasmagenerator
Will Folsom https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/

Ammoniak is een veelgebruikte grondstof in de chemische industrie, onder andere bij de productie van kunstmest. Het komt ook steeds meer in beeld als een duurzame energiedrager, bijvoorbeeld als brandstof voor vrachtschepen. Maar de productie van ammoniak is tegelijk verantwoordelijk voor 2 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot en volgens de onderzoekers zelfs voor 15 procent van de uitstoot van de Vlaamse chemiesector. Dat is te wijten aan het waterstof dat als grondstof dient voor grootschalige ammoniakproductie. De courante methode om op industriële schaal waterstof te maken, is door aardgas te ‘kraken’. En daarbij komt veel CO2 vrij.

Plasmareactor en autofilter

Onderzoekers van de KU Leuven en de UAntwerpen hebben nu, met steun van het Moonshot-innovatieprogramma van de Vlaamse overheid, een methode ontwikkeld om ammoniak te produceren zonder waterstof. Daarvoor moesten ze eerst een efficiënte manier vinden om de stikstofmolecule N2 te splitsen. N2 bestaat uit twee atomen met een heel sterke, driedubbele binding. Om die band te doorbreken, lieten de onderzoekers de molecule reageren met zuurstof in een plasmareactor. Zo ontstaan er stikstofoxides, of NOx, die je ook in de uitlaatgassen van auto’s aantreft.

“Er bestaan in de automobielsector al technologieën om de NOx-moleculen te elimineren uit de uitlaatgassen”, zegt professor Johan Martens (KU Leuven) die aan het onderzoek meewerkte. “We hebben een bestaande filter aangepast zodat die de NOx-moleculen niet omzet in stikstof, maar in ammoniak. Het mooie is dat de grondstoffen lucht en water zijn. En voor de opwekking van het plasma kan je hernieuwbare elektriciteit gebruiken.”

Kleinschalige productie

Op dit moment werken de onderzoekers in het labo aan een pilootinstallatie om hun methode op te schalen tot een industrieel proces. Het zal dus nog even duren voor de nieuwe werkwijze op grote schaal toegepast kan worden. Maar volgens de onderzoekers kan het op korte termijn al een waardevolle aanvulling bieden op het huidige productieproces.

Ammoniak wordt nu geproduceerd in een beperkt aantal grote reactoren omwille van de hoge druk en temperaturen die er aan te pas komen. “Onze plasmatechnologie kan lokaal worden ingezet met kleine installaties”, zegt professor Martens. “Denk aan landbouwers in afgelegen gebieden: zij zouden met deze technologie, aangedreven door zonne- of windenergie, hun eigen meststoffen kunnen produceren.”

Verder lezen?

Maak een profiel aan en lees Susanova nu 1 maand gratis.

SDG

Industrie, innovatie en infrastructuur Klimaatactie