Jasper van Kampen, die op 4 juni promoveerde aan de universiteit, onderzocht een manier om duurzame brandstof te maken. Daarbij stuitte hij op een methode om DME te maken uit CO2 en CO2-rijk gas. Dit was al mogelijk, maar extreem inefficiënt. Door slim gebruik te maken van speciale materialen verbeterde hij het proces en testte hij het uit in een pilotfabriek van onderzoeksinstituut TNO.
Een alternatief voor LPG
De industrie gebruikt DME onder andere als drijfgas en oplosmiddel, maar ook nu al als brandstof. Het is vooral populair in gebieden waar geen aardgasnetwerk aanwezig is, zoals Azië en de Verenigde Staten. Het kan dienen als een alternatief voor vloeibaar gemaakt aardoliegas (LPG) omdat het over ongeveer dezelfde eigenschappen beschikt. Groot voordeel is dat DME ook gebruikt worden in dieselmotoren met minimale aanpassingen en kan door bestaande pijpleidingen stromen.
De zoektocht naar duurzame brandstof is volop aan de gang. Ook in de luchtvaartindustrie. Daar willen ze bijvoorbeeld poep en etensresten gebruiken.
Het enige probleem: vooralsnog wordt DME niet ‘groen’ geproduceerd. Men gebruikt het fossiele synthesegas (syngas), omdat dat makkelijk en goedkoper is. Om DME schoon te produceren moet de waterstof die nodig is om het te maken, groen geproduceerd zijn en de CO2 die vrijkomt afgevangen worden. Om het helemaal CO2-neutraal te maken moet het broeikasgas dat vrijkomt bij verbranding ook afgevangen worden. Het is dus veel werk om van DME een schone brandstof te maken. Maar het is wel mogelijk om schoon te produceren, in tegenstelling tot andere fossiele stoffen.
Het probleem is dat DME maken met waterstof en CO2 weinig efficiënt is. “Als je CO2 en waterstof combineert, ontstaat er een heel klein beetje DME en wat water, en dan stopt het proces alweer”, vertelt van Kampen aan de telefoon. “Maar ik heb een manier gevonden om het proces aan de gang te houden.”
Spons in de reactor
Van Kampens doorbraak leunt op een mineraal dat dienst doet als spons. Het zit in de reactor, als een soort kattengrit, en adsorbeert het water uit de reactorkamer, waardoor het evenwicht in de reactie van CO2 en waterstof naar DME verstoort raakt. Daardoor reageert CO2 langer met waterstof en ontstaat er meer DME. Door het water te blijven adsorberen wordt er continu DME gemaakt. Op een gegeven moment is de ‘spons’ vol. “Dan moet je hem ‘uitknijpen’, bijvoorbeeld door de temperatuur te verhogen of de druk te verlagen.” Om te zorgen dat het proces toch continu door kan gaan, zijn er twee reactoren nodig die elkaar steeds afwisselen terwijl de andere de spons aan het uitknijpen is.
Het hele proces werkt niet alleen in het lab, maar is ook gevalideerd in een ‘proefreactor’ bij TNO. “De volgende stap is het testen op grote schaal in een industriële omgeving. Als het daar ook goed werkt, zijn er veel plekken om het toe te passen”, denkt van Kampen. “Het voordeel: ik gebruik alleen maar technieken die al bestaan. In principe kun je het dus vrij snel gaan gebruiken.” Een voorwaarde is wel dat er genoeg groene waterstof én genoeg CO2 beschikbaar is. Op dit moment kijken veel bedrijven naar opslag van CO2 onder de grond; alleen daarmee kunnen ze aan de toekomstige klimaatregels voldoen. “Maar als je CO2 nuttig gebruikt, levert het ook nog geld op. Dat interesseert bedrijven”, zegt van Kampen.
Duurzamere brandstof als vervanging van fossiel
DME is in Nederland relatief onbekend, omdat wij hier vooral gas gebruiken als warmtebron. In landen waar geen aardgas-infrastructuur is, is LPG (liquid petroleum gas) populair. DME is dan een alternatief dat beter kan zijn voor het milieu, mits groen geproduceerd. Van Kampens werk zorgt ervoor dat zulk groen DME een stapje dichterbij is.
