Onderzoeksprogramma Energieopslag en -Conversie - Photons-to-chemicals

TNO werkt samen met universiteiten en industriepartners aan de ontwikkeling van nieuwe concepten voor het omzetten van zonlicht in chemische energie. Koolstofdioxide en waterstof worden omgezet in C1-chemicalien en brandstoffen in een fotokatalytisch proces waarbij katalysator-nanodeeltjes gebruikt worden.

Meer informatie over Photons-to-chemicals? Of wilt u een bijdrage leveren?

Neem dan contact op met Pascal Buskens

Contact

Tijdens de afgelopen decennia heeft het massale gebruik van fossiele brandstoffen grote gevolgen gehad voor de uitstoot van koolstofdioxide (CO2). Het huidige op fossiele brandstoffen gebaseerde Nederlandse energielandschap moet versneld worden omgevormd tot een CO2-neutrale infrastructuur van duurzame energie, in overeenstemming met EU-afspraken en de nationale energieagenda. Voor het realiseren van deze doelstellingen zijn de omzetting en opslag van hernieuwbare energie van groot belang.

Onze focus

Binnen het onderzoeksprogramma Energieopslag en -Conversie richten we ons op het gebruik van hernieuwbare energie, zoals zonlicht en duurzaam opgewekte elektriciteit, CO2 en ‘groene’ waterstof (H2) als grondstof voor het produceren van C1-chemicaliën en brandstoffen. Deze energiebronnen bieden het voordeel dat ze kunnen worden opgeslagen om de inherente fluctuaties in de beschikbaarheid van hernieuwbare energie en de ruimtelijke en temporele discrepantie tussen vraag en aanbod te kunnen overbruggen. Deze benadering verandert het huidige energiesysteem in een duurzaam systeem dat tegelijkertijd CO2-neutraal is.

Om te komen tot technisch en economisch levensvatbare technologieën worden verschillende trajecten en processen gevolgd en de haalbaarheid wordt op laboratoriumschaal aangetoond (tot TRL 4).

De programmalijn Photons-to-chemicals richt zich op de omzetting van CO2 in C1-chemicaliën en brandstoffen met zonlicht als drijvende kracht voor de reactie.

Er wordt onderzoek gedaan naar het potentieel van fotochemische watersplitsing voor het goedkoper produceren van H2 dan via het gebruikelijke traject van elektrolyse. Fotolyse van water biedt goede perspectieven voor de lange termijn voor de kosteneffectieve productie van groen waterstofgas. Waterstofgas is een veelbelovende energiedrager maar de huidige productieprocessen voor waterstof zijn niet duurzaam en/of te duur. Het splitsen van water langs fotochemische weg is een alternatief proces dat het mogelijk maakt waterstof uit water te produceren met behulp van energie uit zonlicht. Dit onderzoek had tot doel een systeem te ontwikkelen voor het produceren van waterstof via foto(-elektro)chemische watersplitsing en om de kosten-batenanalyse van dit proces te evalueren.

Voor de fotochemische omzetting van CO2 in C1-chemicaliën/brandstoffen met behulp van zonne-energie wordt gewerkt aan de ontwikkeling van een nieuwe generatie fotoactieve materialen voor het produceren van zonnebrandstoffen uit CO2. Op basis van de lokale plasmon resonantie van nanodeeltjes worden zogenaamde nano-gedispergeerde materialen geproduceerd met een groot dispersieoppervlak en actieve fase die de reductie van CO2 mogelijk maken. Het concept van plasmon katalyse werd met succes gedemonstreerd door de fotochemische hydrogenatie van CO2 in methaan. Het onderzoeksprogramma Energieopslag en -Conversie heeft hechte strategische samenwerkingsverbanden gevormd met belangrijke Nederlandse academische en industriële spelers op het terrein van energieopslag in moleculaire bindingen.

Fotoreactor op laboratoriumschaal


TNO heeft een uitstekende staat van dienst wat betreft de preparatie van nanodeeltjes en microdeeltjes en de ontwikkeling van functionele coatings voor verschillende toepassingen. De expertise en competentie van TNO omvat materials solutions zoals de ontwikkeling en karakterisatie van nano-katalysatoren, onderzoek naar chemische conversie, reactiekinetiek en de doelmatigheid van energieomzetting.

Expertise

Materials Solutions, synthese en nano-structurering van functionele materialen

Detectie van vluchtige organische stoffen in het milieu, ontwikkeling van slimme materialen voor efficiëntere geothermische energie, gebruik van zonlicht voor de omzetting van CO2 in brandstoffen, opslag... Lees verder
Expertise

Materialen voor Geo Energy

Materiaalonderzoek voor Geo Energy op het gebied van ontmanteling en hergebruik, aanslag en afzettingen, geothermische energie en verbeterde oliewinning. De grootste uitdagingen vormen de zware omstandigheden... Lees verder
Expertise

Materials Solutions voor Chemical Sensing

Het programma Materials Solutions voor Chemical Sensing ontwikkelt actieve materiaalsystemen voor gebruik in chemische sensoren. Met behulp van dergelijke systemen kan de aanwezigheid van chemische stoffen... Lees verder
Expertise

Thermochemische materialen voor langdurige en verliesvrije warmteopslag

De programmalijn Thermochemical Materials ontwikkelt stabiele, goedkope en veilige TCM’s voor gebruik in systemen voor thermochemische warmteopslag voor huishoudelijke toepassingen. Deze systemen kunnen... Lees verder
Materials Solutions, synthese en nano-structurering van functionele materialen

VOLG TNO OP SOCIAL MEDIA

blijf op de hoogte van ons laatste nieuws, vacatures en activiteiten

Op TNO.nl maken we gebruik van cookies. De daarin opgeslagen informatie kan bij een volgend bezoek weer naar onze servers teruggestuurd  worden.