Als het van vier topwetenschappers afhangt, gaat plasma een cruciale rol spelen in de aanpak van de klimaatverandering. “We gaan met behulp van plasma methaan, CO2 en stikstof op een duurzame manier omzetten naar hernieuwbare brandstoffen en nieuwe chemische componenten”, legt prof. Annemie Bogaerts (UAntwerpen) uit. Europa investeert tien miljoen in het onderzoek.
De European Research Council reikt jaarlijks de ERC Grants uit, de meest prestigieuze onderzoeksbeurzen van het continent. Er zijn beurzen voor individuele wetenschappers, maar de grootste bedragen zijn voorbehouden voor onderzoekers die over de landsgrenzen heen samenwerken. De Universiteit Antwerpen is de enige Belgische universiteit aan wie dit jaar een dergelijke ERC Synergy grant te beurt valt. Die hoge eer gaat naar Annemie Bogaerts, professor op het Departement Chemie van de Faculteit Wetenschappen. Bogaerts en haar collega’s Gabriele Centi (Messina, Italië), Evgeny Rebrov (Warwick, VK) en Volker Hessel (Eindhoven, Nederland) krijgen van Europa elk 2,5 miljoen euro om de volgende zes jaar fundamenteel onderzoek uit te voeren naar de ‘elektrificatie van chemische processen’.
Strijd tegen klimaatopwarming
“De omzetting van stikstof, methaan en CO2 behoren tot de belangrijkste chemische processen, die klassiek heel veel energie vergen”, legt Bogaerts uit. “Zo is stikstof de basis van ammoniaksynthese, het bekende Haber-Bosch-proces. Dat proces maakt het mogelijk om op industriële schaal kunstmeststof te produceren, wat dan weer van levensbelang voor de voedselproductie op aarde is. Maar ammoniaksynthese is erg energie-intensief en dus niet goed voor het milieu.”
“Ook CO2, de grote boosdoener van de klimaatopwarming, willen we omzetten naar hernieuwbare brandstoffen of chemische grondstoffen. Dit volgt het concept van cradle to cradle, waarbij afvalstoffen duurzaam worden omgezet in nieuwe grondstoffen. Maar de omzetting van deze stabiele molecule vergt klassiek ook veel energie.”
Om de klimaatverandering binnen te perken te houden, is er onder meer nood aan duurzame chemie. Bogaerts en haar Europese collega’s kijken daarvoor naar plasma. “Plasma is de vierde aggregatietoestand en erg energie-efficiënt”, vertelt de Antwerpse wetenschapster, die aan het hoofd staat van de onderzoeksgroep PLASMANT. “Wanneer we plasma kunnen aanwenden om op een duurzame manier methaan, stikstof en CO2 om te zetten naar nieuwe chemische stoffen of brandstoffen, dan is dat een hele goede zaak voor onze aarde.”
Plasmareactoren en Afrika
In het kader van hun ERC Synergy grant zullen de vier wetenschappers zes jaar lang onderzoek voeren naar plasmakatalyse. “We gaan katalysatoren ontwikkelen, speciaal afgestemd op het plasma, die die ‘transformational chemistry’ mogelijk moeten maken. Het gaat in de eerste plaats om fundamenteel onderzoek, maar we willen er zeker bedrijven bij betrekken. In de toekomst behoren toepassingen in de chemische sector, de energie- en de landbouwsector zeker tot de mogelijkheden. Ik denk bijvoorbeeld aan de ontwikkeling van kleine plasmareactoren, die het boeren in Afrika mogelijk zal maken om op kleine schaal en op een duurzame manier met zonne-energie zelf meststoffen te produceren.”
De vier betrokken wetenschappers zullen tijdens het onderzoek nauw met elkaar in contact staan, en de doctoraatsstudenten en postdoc’s zullen tussen de verschillende laboratoria worden uitgewisseld, om echte synergie tussen de groepen te creëren.
Foto: UAntwerpen