Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Onderzoeksproject

Surface Reactivity of Activated CO2 Selective use of energy in splitting CO2

Hoe kunnen we gebruik makend van duurzame energie CO2 omzetten naar bruikbare brandstoffen?

Contact Ludo Juurlink
Financiering NWONWO
  FOM
  Shell

Uitstoot van het broeikasgas CO2 willen we graag reduceren. Om praktische en commerciële redenen is het verkieslijk om het zo energie-efficiënt om te zetten naar bruikbare brandstoffen. Dit proces moet gebruik maken van duurzame energie, wat momenteel elektrische energie betekent. Plasma excitatie van moleculen is een efficiënte manier om elektrische energie om te zetten in chemische energie.

Helaas lijkt het CO2 molecuul op een ijzeren staaf. Het is lineair, stijf en erg moeilijk in kleinere stukken te breken. Maar het ‘zingt’ ook als het op de juiste manier in trilling wordt gebracht. En net als kristallen glazen die door trillingen kapot kunnen gaan, kan ook CO2 kapot.

In de industrie wordt gebruik gemaakt met een katalysator om CO2 om te zetten. Extreme omstandigheden zijn nodig om CO2 één van de twee C-O bindingen te laten breken in een sequentie van meerdere kleine stapjes. De vraag is echter of het efficiënter kan middels een plasma, bijvoorbeeld door CO2 eerst aan het trillen te brengen in plaats van het alleen harder te laten vliegen voordat het de katalysator raakt.

De efficiëntie waarmee dat kan wordt onderzocht door dr. Michael Gleeson aan het FOM - instituut DIFFER en door dr. Ludo Juurlink van de Universiteit Leiden. In Leiden wordt bepaald hoe trillingsenergie zich verhoudt tot kinetische energie wanneer het molecuul op een katalytisch actief metaal reageert. Bij DIFFER wordt gekeken hoe plasma-condities gebruikt kunnen worden om zoveel mogelijk van de elektrische energie van het plasma om te zetten in trillingen van het CO2. En als het trillende CO2 nog niet in het plasma uit elkaar valt, laten ze het daar ook tegen een actief metaal botsen.

De twee onderzoekers kennen elkaar al jaren en staan te popelen om samen te werken in hun eerste gezamenlijke project. Het draait in dit project om energie-efficiëntie en hoe we dat kunnen bereiken. Maar efficiëntie wordt ook geboekt door de manier waarop zij samen gebruik maken van dure onderzoeksapparatuur. Een exclusief lasersysteem wordt aangeschaft dat ook op beide plaatsen ingezet zal worden voor het onderzoek. Twee ultrahoog vacuüm apparaten, één in beide plaatsen, worden aangepast voor de nieuwe experimenten. De voorbereidingen zijn al begonnen om een snelle start van het voorgestelde onderzoek te verzekeren.