Projektbeschreibung
Neuartiger Plasmareaktor fördert Umwandlung von Methan in Ethylen
Die Aufwertung von Methan (CH4) zu Ethylen (C2H4) zur Herstellung wertvoller Produkte kann erheblich zur Bekämpfung des Klimawandels und zur Förderung des wirtschaftlichen Wohlstands beitragen. Das Ziel des EU-finanzierten Projekts DisCH4rg3D besteht in der Entwicklung eines nachhaltigen Plasmareaktors, der CH4 mithilfe von Strom aus erneuerbare Energiequellen auf effiziente Weise in C2H4 umwandelt. Die Reaktorkonfiguration umfasst eine Platte-zu-Platte-Plasmaentladung zur CH4-Aktivierung, gefolgt von einem katalytischen Schritt zur Hydrierung von Azetylen (C2H2) zu C2H4. Ein künstliches neuronales Netzwerk wird den Energieeintrag optimieren, während ein Bimetallkatalysator auf einer 3D-gedruckten periodischen offenen Zellstruktur den Umwandlungswirkungsgrad verbessern soll. Das System wird außerdem Biogas direkt in Synthesegas umwandeln. Anhand von technisch-wirtschaftlichen Analysen und Lebenszyklusanalysen wird die industrielle Realisierbarkeit der Technologie im Vergleich zu fossilen Brennstoffen validiert.
Ziel
Valorization of a greenhouse gas such as methane (CH4) into value-added ethylene (C2H4) can be paramount to combat climate change and foster economic prosperity. Non-thermal plasma reactors running solely on renewable electricity can enable modular, decentralized transformation of CH4 from natural gas or biogas in a sustainable fashion.
The DisCH4rg3D project will develop a catalytic Nanosecond Pulsed Discharge (NPD) plasma reactor for single-pass upgrading of CH4 into C2H4 with energy requirement competitive with the state-of-the-art industrial benchmark (i.e. 600 kJ/molC2H4). The reactor configuration entails a plate-to-plate plasma discharge for CH4 activation followed by a catalytic step where acetylene (C2H2) hydrogenation into C2H4 enhances the process throughput.
The energy input to the plasma discharge will be optimized with the help of an Artificial Neural Network which will relate the operating parameters to the energy performance of the reactor. The catalytic reaction following the plasma discharge-activation will be performed by a bimetallic hydrogenation catalyst deposited on a 3D-printed Periodic Open Cell Structure (POCS), which also serves as ground electrode. Heat integration between the plasma zone and the catalytic region allows operation without external heating, thus increasing the energy efficiency of the system. The catalyst composition can be tuned separately to intensify the C2H2 conversion into C2H4, whilst computer-aided design of the POCS can target optimal heat exchange.
The same integration approach will be used for the direct conversion of a biogas stream of CH4 and CO2 into syngas to showcase the versatility of the system that can represent a blueprint for modular, catalytic plasma reactors.
Ultimately, Techno-Economic Analysis (TEA) and Life Cylce Assessment (LCA) will be conducted to compare the proposed process with the fossil fuel-based industrial benchamk, hence to appraise its industrial feasibility.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Katalyse
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften organische Chemie aliphatische Verbindungen
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.4.1 - Widening participation and spreading excellence
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-WIDERA-2023-TALENTS-02
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
157 72 ATHINA
Griechenland
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.