Verdieping

Duurzame stikstoffixatie met plasma

29 oktober, 2021

Duurzame stikstoffixatie met plasma

Beeld: Shutterstock
Aan de Universiteit Antwerpen kijken ze naar plasma om chemische processen te elektrificeren. De nieuwste vondst: een plasmareactor op basis van microgolfstraling die stikstof fixeert.

kunstmest

Beeld: Shutterstock

‘Plasma is een uniek medium, met mogelijkheden die je in de klassieke chemie niet kunt verwezenlijken.’ Dat zei Annemie Bogaerts al in 2019 in C2W in een interview. Ze is expert plasmatechnologie aan de Universiteit Antwerpen en enthousiast voorvechter van de mogelijkheden van plasmatechnologie.

Plasma – ook wel de vierde aggregatietoestand genoemd – is een reactieve mix van losse deeltjes. Om die reactiviteit selectief te kunnen benutten en te kanaliseren, vindt er veel onderzoek plaats, onder meer in de onderzoeksgroep PLASMANT van Bogaerts. De nieuwste ontdekking in haar groep: een plasmareactor op basis van microgolfstraling die stikstof fixeert.

Stikstoffixatie is het proces waarbij niet-reactief moleculair stikstof wordt omgezet naar reactievere stikstofverbindingen, zoals ammoniak, dat essentieel is voor bijvoorbeeld kunstmest. Tot op heden gaat dat via het befaamde Haber-Bosch-proces, dat echter enorm energie-intensief is: maar liefst 3% van het wereldwijde aardgasgebruik komt voor rekening van dit proces. In een tijd waarin de aardgasprijzen tot zorgelijke hoogtes stijgen, is alles welkom dat het verbruik ervan vermindert.

De nieuwe plasmareactor werkt zonder elektroden. Het plasma zelf komt bovendien niet in contact met de wanden, wat de levensduur van de reactor aanzienlijk verlengt en het risico op metaalcontaminatie wegneemt. Dat laatste is onwenselijk uit milieu-oogpunt: je wil geen metaalresten in de kunstmest die een boer over zijn land uitrijdt.

Onderzoeker Sean Kelly, die de reactor ontwikkelde in de groep van Bogaerts, rapporteert in zijn publicatie in Joule, een toonaangevend wetenschappelijk journal voor duurzame chemie, bovendien een recordrendement voor plasmagebaseerde stikstoffixatie uit lucht bij atmosferische druk: 0,77 l/min NOx (3,8% relatieve conversie) met een energiegebruik van ongeveer 2 MJ/mol.

De experimenten tonen aan dat dit proces zeer goed schaalt met toenemend elektrisch vermogen en gasdebiet, stellen de onderzoekers. Dit opent mogelijkheden naar industriële opschaling van de techniek.

Figuur2

Beeld: PLASMANT /Joule

 
Erwin Boutsma 29 oktober 2021

Nog geen opmerkingen

Meer Verdieping
Zout geeft het startschot
06 okt 2026 — Renée Canrinus-Moezelaar
Ideale habitat voor industriële premières
06 okt 2026 — Jacqueline van Gool
'We gaan dit gewoon doen'
06 okt 2026 — Esther Thole
Tegen de klok
15 sep 2026 — Ruben Boot
C2Weekly nieuwsbrief
weekly

Mis geen enkel bericht met onze nieuwsbrief C2Weekly

Elke woensdag in je inbox: het laatste chemie- en life sciences nieuws uit Nederland en Vlaanderen, aangevuld met analyses, achtergronden en meer!

Inloggen

Nog niet geregistreerd?

Registreer je gratis en ontvang de nieuwsbrief, creëer je eigen profiel en reageer op onze artikelen.

Not registered yet?

Register for free and receive our newsletter.

Inloggen voor leden van de KNCV, KVCV, NBV en NVBMB

  • Log in het met het e-mailadres waarmee je bij je vereniging bekend bent. Weet je niet welk e-mailadres dat is? Kijk dan op welk adres je de digitale nieuwsbrief van je vereniging ontvangt.
  • Als je nog niet eerder ingelogd hebt moet je een nieuw wachtwoord aanmaken. Klik hiervoor op ‘wachtwoord resetten’.