Onderzoeksprogramma Energieopslag en -Conversie

Thema:
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.

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

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.

Zonlicht als brandstof voor duurzame chemische processen - project LUMEN

In het INTERREG project LUMEN heeft TNO in samenwerking met universiteiten en bedrijfsleven de ambitie om aan te tonen dat waterstof en CO2, in combinatie met zonlicht, op een commercieel rendabele manier kunnen worden omgezet in waardevolle en duurzame producten. Eerst zal er worden gewerkt aan een demonstrator op labschaal. Met behulp van de ontwikkelde demonstrator willen we de technische en commerciële haalbaarheid van het proces aantonen. Het onderzoek binnen LUMEN vormt de basis voor de toekomstige vertaling naar een industrieel proces en biedt commerciële kansen voor producenten van materialen en apparatuur, de chemische industrie en de energiesector. Meer weten over project Lumen? Bezoek de website van project Lumen.

Laat je verder inspireren

10 resultaten, getoond 1 t/m 5

Biorizon bio-aromaten netwerkevent

Informatietype:
Evenement

Kom naar dit netwerkevenement voor de laatste ontwikkelingen op het gebied van bio-aromaten en om samen biobased business te versnellen.

Startdatum:
Locatie:
Mol, België

9e Biorizon bio-aromaten jaarevent - webinar

Informatietype:
Evenement

Ben jij actief in de bio-aromaten waardeketen en benieuwd naar de laatste ontwikkelingen? Volg 1 december 2022 de webinar van Biorizon.

Startdatum:
Locatie:
Online

Slim raam met groot energiebesparingspotentieel levert veelbelovende resultaten in eerste pilot-praktijktest

Informatietype:
Nieuws
29 juni 2022
Het ‘slimme raam’ dat TNO en partners hebben ontwikkeld in het kader van het Interreg-project Sunovate, levert goede prestaties onder realistische praktijkomstandigheden, zo blijkt uit de resultaten van een eerste pilot. Het raam is ontworpen om automatisch te schakelen tussen zonnewarmte blokkeren en doorlaten. Het is geoptimaliseerd om het energieverbruik te beperken in een gematigd klimaat met koude winters en warme zomers, zoals in Nederland.

Samen naar een duurzame chemische industrie

Informatietype:
Artikel
Wij maken ons sterk voor een duurzame chemische industrie, waarbij we grondstoffen omzetten met duurzame energie. Wil je hier ook aan bijdragen?

Biorizon verduurzaamt chemische industrie met bio-aromaten

Informatietype:
Artikel
De chemische industrie wil de CO2-voetafdruk verminderen. Daarom ontwikkelt Biorizon bio-aromaten als alternatief voor fossiele grondstoffen. Ontdek meer.