CO₂ omzetten in mierenzuur voor duurzame energie- en chemietoepassingen

Downstream-toepassingen

Het project richt zich niet alleen op de productie van mierenzuur, maar onderzoekt ook nieuwe downstream-toepassingen, zoals het gebruik als waterstofdrager en als grondstof voor sustainable aviation fuels (SAF). Het vierjarige project is gefinancierd via het RVO MOOI-programma,

Volgens projectmanager Erwin Giling (TNO): "Mierenzuur is de eenvoudigste molecule die elektrochemisch uit CO₂ kan worden geproduceerd, en het is al onderwerp van onderzoek bij TNO en andere organisaties. Er is echter nog veel ontwikkeling nodig om deze technologie naar een hoger TRL-niveau te brengen."

Nieuwe downstream-routes via mierenzuur

De elektrochemische omzetting van CO₂ naar mierenzuur vereist relatief weinig elektriciteit bij lage temperaturen, wat het een veelbelovende route maakt voor CO₂-valorisatie. Huidige industriële markten voor mierenzuur zijn beperkt, met toepassingen als conserveermiddel, in leerlooien, farmaceutica en chemische intermediairen.

Monalisa Goswami (TNO, Senior Business Developer) legt uit: "Nieuwe downstream-routes waarbij mierenzuur of formiaat als platformmolecule wordt gebruikt, kunnen volledig nieuwe markten ontsluiten.

Waterstofopslag en duurzame vliegtuigbrandstoffen zijn twee veelbelovende toepassingen die in dit project worden ontwikkeld. Deze toepassingen kunnen de business case voor elektrochemische CO₂-omzetting aanzienlijk aantrekkelijker maken."

Consortium ontwikkelt kerntechnologie en downstream-processen

In eCO2FORM ontwikkelen TNO en GAFT respectievelijk laag- en hogedruktechnologieën om CO₂ om te zetten naar formiaat. Water Future werkt aan de omzetting van formiaat naar mierenzuur via elektrodialyse met bipolaire membranen (ED-BPM), terwijl de Universiteit Twente zich richt op laagkostengebieden en hoog waterdoorlatende bipolaire membranen. GAFT zal een geïntegreerd pilot-systeem ontwikkelen dat hogedruk CO₂-conversie combineert met de verwerking van formiaat tot mierenzuur.

Voor downstream-toepassingen ontwikkelt DENS een dehydrogenisatiereactor om mierenzuur om te zetten in waterstof en elektriciteit, wat kan leiden tot zelfstandige energiesystemen als vervanging voor batterijen.

Een andere route richt zich op duurzame vliegtuigbrandstoffen, waarbij formiaat in fermentatiereactoren wordt omgezet in vetzuren die dienen als hoogwaardige grondstof voor SAF, ontwikkeld in samenwerking met GAFT.

Lange termijn visie

Het eCO2FORM-project streeft naar de productie van mierenzuur met concentraties van 50% en 85%, waarbij 85% de industriële standaard is. Een belangrijke uitdaging is concurrerend te worden met fossiel-gebaseerd mierenzuur.

Erwin Giling (TNO, Projectmanager) voegt toe: "Ons doel is om technologieën te ontwikkelen die binnen 10 jaar klaar zijn voor industriële implementatie. Om de kans op succes te vergroten, bouwen we samen met het consortium een 'mierenzuur-ecosysteem' en ontwikkelen we veelbelovende toepassingsroutes. Ook het creëren van vraag en ondersteunend beleid zal essentieel zijn om de marktintroductie te versnellen."