KIT combineert synthesegasproductie uit CO2 met brandstofproductie

Het gebruik van synthetische brandstoffen kan de uitstoot van broeikasgassen door vliegtuigen en zwaar transport in de toekomst minimaliseren. Dankzij een power-to-liquid-fabriek gebouwd door INERATEC, dat Karlsruhe Institute of Technology (KIT) en zijn spin-off samen exploiteren in Energy Lab 2.0, lijkt dit binnen bereik. De modulaire fabriek is ondergebracht in een container en gepland om in serie te worden geproduceerd.

"Dit is de laatste stap op weg naar industrieel gebruik", zegt Roland Dittmeyer van KIT's Institute for Micro Process Engineering. "Fabrieken van dit ontwerp gaan bijdragen aan het verduurzamen van de wereldwijde transportsector en chemische industrie met e-fuels en e-chemicals."

De fabriek produceert een synthetische brandstofmix, syncrude genaamd, uit koolstofdioxide (CO₂) en hernieuwbare waterstof (H₂). Deze syncrude kan vervolgens worden verwerkt tot synthetische kerosine, diesel en benzine. "Er zijn twee reactortrappen nodig. We hebben ze voor het eerst gekoppeld en gebruiken ze met een verbeterd ontwerp op een schaal die relevant is voor technologieontwikkeling", zegt Dittmeyer. "We kunnen tot 200 l brandstof per dag produceren."

Innovatieve technologie

In een van de reactortrappen worden de langketenige koolwaterstoffen van de syncrude geproduceerd uit synthesegas dat voornamelijk bestaat uit koolmonoxide (CO) en H₂ door middel van Fischer-Tropsch-synthese (FT-synthese). Het synthesegas wordt geproduceerd door omgekeerde watergasverschuivingsreactie (RWGS) in de andere stroomopwaartse reactor. De RWGS-reactor bestaat uit microgestructureerde platen die zorgen voor een flexibele werking van de installatie en de efficiëntie verhogen. Het nieuwe plaatontwerp is nu met succes gedemonstreerd in gekoppelde werking. "Met de geoptimaliseerde RWGS-reactor kunnen reacties nauwkeuriger worden gecontroleerd en wordt het proces aanzienlijk verbeterd", zegt dr. Tim Böltken, een van de directeuren van INERATEC. Per uur kan tot 3 kg waterstof uit elektrolyzers worden verwerkt. "Dit komt overeen met een input van 125 kilowatt en zet wereldwijd nieuwe maatstaven", voegt Böltken toe.

INERATEC is van plan binnenkort serieproductie te starten en snel goedkope power-to-X-technologie te leveren door verdere schaalvergroting, standaardisatie en reproductie.