Thomas van de Sandt
- Elektrochemisch ipv thermochemisch
- Kansen voor biobased
De chemische industrie kan op termijn verduurzamen door vaker (groene) stroom in te zetten in plaats van warmte als drijvende kracht in chemische processen. Dat stellen TNO en ECN, die met een demonstratieproject op laboratoriumschaal de bouwstenen van een biopolymeer via een dergelijke elektrochemische omzetting produceerden. Een pilot-installatie van enkele liters moet eind 2016 gereed zijn.
Het is het eerste succes van een groot onderzoeksprogramma naar de ‘elektrificatie’ van de chemische industrie, waarmee TNO en ECN in december zijn gestart. Het idee daarbij is dat fossiele brandstoffen steeds schaarser worden en elektriciteit juist goedkoper en duurzamer. Daarom zou ook de industrie waar mogelijk op elektriciteit moeten overschakelen.
‘Wij kijken daarbij naar de mogelijkheden op korte en lange termijn’, vertelt Martijn de Graaff van TNO. ‘Op lange termijn gaat het echt om commodity chemicals die op grote schaal worden geproduceerd. Zo kijken we bijvoorbeeld naar elektrochemische omzettingen om producten te maken uit CO2.’
Op korte termijn gaat het met name om het benutten van biomassastromen, waarin een hele mix aan grondstoffen zit. Met elektrochemie is het dan toch mogelijk één specifieke omzetting te doen, zonder dat daarbij al te veel bijproducten ontstaan. TNO en ECN kozen als show case voor het maken van furaandicarbonzuur (FDCA) uit hydroxymethylfurfural (HMF) dat uit biomassa wordt gewonnen. Dit proces is bekend van het bedrijf Avantium, dat uit FDCA een polymeer maakt dat onder meer in Coca-Cola flesjes kan worden verwerkt.
‘Maar waar Avantium de omzetting van HMF naar FDCA nu nog thermokatalytisch uitvoert, doen wij dat elektrokatalytisch, waarbij het katalysatormateriaal zich op het oppervlak van de elektrodes bevindt. Daarbij hebben we nu aangetoond dat je door een slimme keuze van de katalysator en het voltage het proces dusdanig kan sturen dat het effectief en selectief is’, aldus De Graaff.
De instituten voorzien dat de industrie hun werk binnen de komende jaren oppikt. ‘Dat kan Avantium zijn, maar ook een heel ander bedrijf. De omzetting van HMF naar FDCA is een heel specifieke casus, maar voor ons is het belangrijker om een technologieplatform te bouwen voor selectieve, elektrochemische oxidatie. Dat is in principe toepasbaar voor elk proces waar je een alcohol- of aldehyde-groep omzet in een zuur en daarvan zijn er heel veel.’
