MOF4Biogas: de toekomst van CO₂-afvang uit biogas vormgeven

In het MOF4Biogas-project bundelen CatOlyst BV, Colsen BV, Procat Tech LLP en TNO hun krachten om dit gat te dichten. Door geavanceerde Metal-Organic Framework (MOF)-adsorbenten te vormen tot industrieel toepasbare vormen en deze te integreren in een schaalbaar CO₂-afvangsysteem, ontwikkelen we een compacte, kosteneffectieve oplossing voor de opwaardering van biogas naar groen gas.

Dit draagt bij aan de klimaatdoelstellingen voor vergroening van het gasaanbod en ondersteunt internationale inspanningen om kleinschalige energieproductie te verduurzamen via BECCS (bio-energie met CO₂-afvang en -opslag).

Van geavanceerde materialen naar praktische oplossingen

TNO en partners ontwikkelen een nieuw, energie- en kostenefficiënt CO₂-afvangproces op basis van gevormde MOF-adsorbenten. Deze geavanceerde poreuze materialen hebben veel potentie voor CO₂-afvang, maar hun industriële toepassing werd tot nu toe beperkt door hun fragiele poedervorm.

Voor het eerst worden in dit project verschillende gevormde MOF-structuren — zoals extrudaten, trilobes en monolieten — getest onder realistische procescondities. Dit maakt de ontwikkeling mogelijk van een robuuste en schaalbare oplossing die voldoet aan industriële eisen op het gebied van prestaties, duurzaamheid en drukval.

Brug tussen materiaal en systeem

Als leidende onderzoeks- en innovatiepartner speelt TNO een centrale rol in het vertalen van materiaalkennis naar geïntegreerde, schaalbare technologie. TNO is verantwoordelijk voor:

• Het testen van de prestaties van gevormde MOF-adsorbenten in laboratorium- en pilotschaal;
• Het ontwerpen en modelleren van het volledige CO₂-afvangproces met behulp van geavanceerde simulatiesoftware;
• Het beoordelen van de technische en economische haalbaarheid van industriële toepassing;
• Het verbinden van wetenschappelijke innovatie met systeemtoepassing.

Deze geïntegreerde aanpak zorgt ervoor dat de MOF4Biogas-oplossing zowel technisch solide als praktisch uitvoerbaar is — klaar om de energietransitie op kleine schaal te ondersteunen.

Van poeder naar prestatie

MOFs behoren tot de familie van microporeuze materialen, zoals zeolieten en alumina. In tegenstelling tot deze materialen zijn MOFs nog nauwelijks op industriële schaal toegepast vanwege hun poedervormige, kwetsbare structuur. MOF4Biogas brengt daar verandering in.

CatOlyst BV heeft een innovatieve vormgevingstechnologie ontwikkeld die MOF-poeder omzet in mechanisch stabiele vormen zonder verlies van adsorptiecapaciteit. Deze gevormde adsorbenten kunnen nu worden ingezet in echte industriële systemen.

Procat Tech LLP, een katalysatorproducent, schaalt de productie op om industriële inzetbaarheid te garanderen, terwijl TNO en Colsen de prestaties van deze vormen analyseren om het procesontwerp te optimaliseren.

Industrieel procesontwerp afgestemd op de praktijk

Nu de materiaalknelpunten zijn opgelost, ligt de focus op de integratie van gevormde MOFs in een compact en efficiënt CO₂-afvangproces. TNO gebruikt interne modelleringstools om de systeemprestaties onder uiteenlopende condities te simuleren en optimaliseren.

Door verschillende MOF-vormen te testen, kan het team de optimale combinatie vinden tussen materiaalstructuur en procesontwerp — met een ideale balans tussen energieverbruik, drukval en CO₂-verwijderingsefficiëntie. Op basis van deze resultaten voert Colsen BV een techno-economische evaluatie uit voor optimale procesprestaties.

Het resultaat: een modulair, kosteneffectief CCS-systeem geschikt voor kleinschalige, decentrale toepassingen.

Partners in innovatie

Het MOF4Biogas-consortium verenigt expertise over de gehele waardeketen:

• CatOlyst BV – Ontwikkelaar van het MOF-vormgevingsproces en partner in materiaalkennis;
• Colsen BV – Specialist in biogas- en milieutechnologie, verantwoordelijk voor procesontwikkeling en toepassing;
• Procat Tech LLP – Indiase producent die de gevormde MOFs opschaalt voor industriële toepassing;
• TNO – Leidt het procesontwerp, de prestatie-evaluatie en systeemintegratie;
• Adviesraad – InnovationQuarter en OCAP CO₂ BV leveren strategisch inzicht en marktgerichtheid.

Impact

MOF4Biogas laat zien hoe samenwerking tussen onderzoek, industrie en technologieontwikkelaars geavanceerde materialen kan ontsluiten voor klimaatoplossingen in de praktijk.

Door een technisch robuust en economisch haalbaar CO₂-afvangproces te ontwikkelen, specifiek gericht op kleinschalige emissiebronnen, draagt het project direct bij aan de Nederlandse en Europese energietransitie — en biedt het een schaalbaar model voor schone energiesystemen wereldwijd.