Descrizione del progetto
Un nuovo reattore al plasma promuove la conversione del metano in etilene
La valorizzazione del metano (CH4) in etilene (C2H4) per creare prodotti di valore può dare un importante contributo alla lotta contro i cambiamenti climatici e alla promozione della prosperità economica. Il progetto DisCH4rg3D, finanziato dall’UE, si propone di sviluppare un reattore al plasma sostenibile che converta in modo efficiente CH4 in C2H4 usando energia elettrica rinnovabile. La configurazione del reattore prevede una scarica al plasma da piastra a piastra per l’attivazione di CH4, seguita da una fase catalitica per l’idrogenazione dell’acetilene (C2H2) in C2H4. Una rete neurale artificiale ottimizzerà l’apporto energetico, mentre un catalizzatore bimetallico su una struttura periodica a celle aperte stampata in 3D dovrebbe migliorare l’efficienza di conversione. Il sistema convertirà anche il biogas direttamente in gas di sintesi. Le analisi tecnico-economiche e l’analisi del ciclo di vita convalideranno la fattibilità industriale della tecnologia rispetto ai valori di riferimento dei combustibili fossili.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
- scienze naturali scienze chimiche catalisi
- scienze naturali scienze chimiche chimica organica composti alifatici
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.4.1 - Widening participation and spreading excellence
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) HORIZON-WIDERA-2023-TALENTS-02
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
157 72 ATHINA
Grecia
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.