Wageningen werkt in groot consortium mee aan groene stikstofchemie

De Universiteit Twente coördineert het project en werkt samen met Wageningen University & Research (WUR) en meer dan veertig andere universiteiten, bedrijven en kennisinstituten. 

Stikstofhoudende chemicaliën zitten in allerlei producten die we dagelijks gebruiken: van kunstmest tot allesreinigers en van sportkleding tot paracetamols. Dat komt doordat stikstofhoudende stoffen zoals ammoniak een soort chemische superbouwsteen vormen: we kunnen er van alles mee maken. Maar vooralsnog maken we zulke chemicaliën voornamelijk met aardgas, waarbij behoorlijk wat CO₂ vrijkomt. Overstappen op een duurzamere productie zou die uitstoot flink terugdringen en vermindert onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen.

Ammoniak wordt al meer dan een eeuw geproduceerd via het Haber-Boschproces, waarbij stikstof uit de lucht reageert met waterstof uit aardgas onder hoge druk en temperatuur. Dat proces is efficiënt, maar kost veel energie en leunt zwaar op fossiele grondstoffen. Met het nieuwe project willen de onderzoekers die reactie opnieuw ontwerpen. Ze zoeken naar katalysatoren die dezelfde omzetting mogelijk maken, maar dan onder mildere omstandigheden. Ook onderzoeken ze of groene elektriciteit de benodigde warmte kan vervangen. Tot slot kijkt het consortium naar manieren om stikstof terug te winnen uit afvalwater, zodat die opnieuw kan dienen als grondstof.

De Wageningse Harry Bitter, hoogleraar Biobased Chemistry & Technology, is een van de technisch managers van het project. Samen met zijn onderzoeksgroep, richt hij zich op nieuwe katalysatoren. Waar de industrie nu vooral ijzer gebruikt, kijkt Bitter naar materialen waarin metaalatomen zijn gebonden aan koolstof. Die zouden de reactie mogelijk bij lagere druk en temperatuur helpen uitvoeren. “Minstens zo belangrijk als de activiteit van een katalysator is zijn stabiliteit”, zegt Bitter. “Een katalysator moet niet alleen goed werken, maar dat ook lange tijd blijven doen.” Hoe stabieler de katalysator, hoe langer hij blijft werken en hoe minder vaak hij vervangen hoeft te worden. Op de katalysatoren die hij op het oog heeft, daadwerkelijk werken en stabiel zijn, moet de komende jaren blijken.

Volgens de hoogleraar schuilt de kracht van HyNITROGEN vooral in de breedte van het consortium. Bitter: “Het mooie aan het project is dat er zoveel diversiteit zit in de consortiumpartners. We werken met wetenschappers die zeer fundamenteel georiënteerd zijn, en met wetenschappers die toegepast onderzoek doen. Partners in het consortium hebben kennis over thermochemie, elektrochemie en plasmachemie. De rijkheid en diversiteit aan expertise en mensen vind ik niet alleen leuk, maar heb je ook nodig om succes te worden. Zo kunnen we kennis uitwisselen en van elkaar leren. Doe je dat niet, denk je maar in één richting en kom je nooit tot oplossingen voor complexe problemen.”

• Hoofdaanvrager: prof. dr. Jimmy Faria Albanese – Universiteit Twente
• Technisch managers: Prof. Harry Bitter – Wageningen University & Research, Prof. Fokko Mulder – Technische Universiteit Delft
• Consortiumpartners: Avans Hogeschool, Bosal Nederland, Casale SA, CATALYZER, CatOlyst B.V., CIRCONICA, DIFFER, Division Q, Ebert Hera, ETB Global, Fluidwell, De Haagse Hogeschool, HAN Hogeschool, Hanze Hogeschool Groningen, Hauzer Techno Coating B.V., Hyet NoCarbon, IHI Europe Ltd., Johnson Matthey, MEVALDI B.V., N2 Applied, Nijhuis Water Technology B.V., Nobian Industrial Chemicals B.V., Nouryon, ON2Quest, Port of Rotterdam, Radboud Universiteit Nijmegen, Rijksuniversiteit Groningen, STTLS, TNO, TOLSA NETHERLANDS B.V., TOLSA S.A., Topsoe R&D, Business Centre Treeport, TU Delft, TU Eindhoven, Umicore AG & Co KG., Universiteit van Amsterdam, Universiteit Leiden, Universiteit Maastricht, Universiteit Twente, Universiteit Utrecht, VITALFLUID, Wageningen University & Research.

Lees ook: NGF GroenvermogenNL - Onderzoek van start naar nieuwe productiemethoden voor stikstofhoudende chemicaliën | NWO