Wenst u een activiteit te laten opnemen in deze lijst? Geef uw activiteit door via dit formulier.

 

Solar energy-driven hydrogen production

ic-school-black-48dp-14
Categorie
Doctoraatsverdediging
Datum
2023-04-04 13:30
Locatie
KU Leuven, Arenbergkasteel, Aula Arenbergkasteel, 01.07 - Kasteelpark Arenberg 1
3001 Leuven, België

Promovendus/a: Yimin Deng

Promotor(en): Prof. dr. ir. Raf Dewil, Prof. Jan Baeyens

De klimaatcrisis vereist dringende maatregelen om de wereldwijde gemiddelde temperatuurstijging terug te brengen tot minder dan 1.5 oC. Naties zijn het eens over noodzakelijke maatregelen om tegen het midden van de eeuw nul broeikasgasemissies (BKG) te bereiken. Op hernieuwbare elektriciteit gebaseerde brandstoffen en chemicaliën zullen naar verwachting een steeds grotere rol spelen in toekomstige duurzame energieoplossingen en zijn cruciaal voor hun geleidelijke de-fossilisatie. Op waterstof gebaseerde opties zullen naar verwachting deel uitmaken van de oplossing en kunnen op de langere termijn zelfs de belangrijkste oplossing zijn. Bij de valorisatie van waterstof moeten twee hoofdzaken in overweging worden genomen, namelijk de groeiende markt voor H2 en de "groene" grondstof die moet worden gebruikt om H2 te produceren. De vraag naar H2 blijft toenemen. Verwacht wordt dat dit in 2026 zal toenemen tot 1423 M$. Omdat het voornamelijk op fossiele brandstoffen is gebaseerd, is de productie van H2 verantwoordelijk voor de CO2-uitstoot van ongeveer 830 miljoen ton per jaar.

Onderzoeksmethode

Een alternatieve H2-productieroute zou het gebruik van "groene" grondstoffen zijn om fossiele brandstoffen en hernieuwbare energie te vervangen om de reactiewarmte te leveren. In het eerste deel van het huidige onderzoek is deze alternatieve route onderzocht door eerst biobased methanol of ethanol te gebruiken, of ammoniak uit de vergisting van agro-industrieel of huishoudelijk afval. De katalytische omzetting van CH4 naar C en H2 wordt bovendien onderzocht als mogelijke optie om het aardgasnet koolstofarm te maken. Ten tweede wordt de watersplitsing door reversibele redoxreacties in detail onderzocht. Hoewel deze alternatieve H2-productiemethoden technisch en economisch haalbaar zullen zijn, vereist hun matige tot hoge endothermiciteit het gebruik van een "groene" energievoorziening, waarbij hernieuwbare energie de meest aangewezen optie lijkt. De toepassing van hernieuwbare warmte of kracht werd daarom als derde onderzocht in het Ph.D. onderzoek, met speciale aandacht voor het gebruik van Concentrated Solar Tower (CST)-technologie, zowel in een basisbelasting- als in een piekbedrijfsmodus.

Resultaten & Conclusies

De beoordelingen geven aan dat de thermochemische productie van waterstof op zonne-energie concurrerend kan zijn met de elektrolyseur die gebruikmaakt van door zonne-energie opgewekte elektriciteit en, onder bepaalde omstandigheden, concurrerend kan worden met conventionele op fossiele brandstoffen gebaseerde processen tegen de huidige brandstofprijzen. De zwakke punten van deze economische evaluaties houden voornamelijk verband met de onzekerheden in de haalbare efficiëntie en investeringskosten van de verschillende componenten vanwege hun potentiële vroege ontwikkelingsstadium en hun schaalvoordelen. Verdere ontwikkeling en grootschalige demonstratie zijn nodig. De ontwerpaanbevelingen en voorlopige economische evenwichten moeten op pilootschaal worden bewezen. Dit onderzoek heeft conclusies opgeleverd die positief genoeg zijn om andere onderzoekers en zelfs R&D-centra ertoe aan te zetten dit onderzoek te vervolledigen.
 
 

Alle datums

  • 2023-04-04 13:30

Powered by iCagenda

Meer activiteiten

Bezoek de website van volgende organisaties om hun activiteiten te bekijken:

C2W | Mens & Molecule