Projektbeschreibung
Schnell moduliertes Plasma verstärkt Energie
Angesichts der sich verschärfenden weltweiten Energiekrise ist der Bedarf an erneuerbaren Ressourcen größer als jemals zuvor. Das Projekt SCOPE führt einen bahnbrechenden Ansatz ein, nach dem bei drei wichtigen, in der Industrie angewandten Reaktionen erneuerbare Energien eingesetzt werden. Möglicherweise kann nichtthermisches Plasma kleine Moleküle mit geringer Reaktionsfähigkeit bei nahezu den Umgebungsbedingungen entsprechenden Temperaturen und Drücken umwandeln. Hierbei kommt es wiederum zu einer deutlichen Verkleinerung der CO2-Fußabdrücke um bis zu 90 Prozent. Dem Projekt liegt die Idee eines höchst innovativen Ansatzes zugrunde, demzufolge eine nichtthermische Plasmasymbiose mit Katalyse realisiert werden soll. Mithilfe eines neuartigen Elektrodendesign führt SCOPE außerdem ein völlig neues Konzept von Nano- und Mikro-Plasma-Arrays ein. Dabei wird das Plasma an der Katalysatoroberfläche erzeugt, was dazu beiträgt, den Transport über große Entfernungen zu bewältigen.
Ziel
The SCOPE project will introduce a ground-breaking approach to use renewable energy in three major industrial reactions: 1) N2 fixation, 2) CH4 valorization and 3) CO2 conversion to liquid solar fuels. We will use non-thermal plasma, which has large potential to convert these small (low reactive) molecules under near ambient temperature and pressure, particularly for distributed processes based on renewable energy. The new processes have drastically lower carbon footprint (up to over 90% with respect to current ones). Furthermore, CO2 conversion is crucial for a world-based distribution of renewable energy. However, the selectivity and energy efficiency of plasma technologies for these reactions are too low, making radically new approaches necessary.
The Project idea is to realize a highly innovative approach for non-thermal plasma symbiosis with catalysis. By inducing excited states in solid catalysts to work in synergy with the excited short-lived plasma species, we introduce a brand new idea for catalyst-plasma symbiosis. In addition, we introduce a fully new concept of nano-/micro-plasma array through a novel electrode design, to generate the plasma at the catalyst surface, thereby overcoming long distance transport. By embedding ferro-magnetic nano-domains in the catalyst support and inducing radiofrequency heating, we create fast temperature modulations directly at the catalyst active sites. Combining these elements, the project will overcome the actual limits and enhance the selectivity and energy efficiency to levels suitable for exploitation. This requires a synergy over different scale elements: nano at catalyst, micro at the level of modelling plasma generated species, milli at the reactor scale and mega at the plant level for sustainability-driven opportunity guidance and impact assessment by Life-Cycle-Assessment. The synergy value derives from the integration of the PI competencies over this entire dimensional-scale level.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringinformation engineeringtelecommunicationsradio technologyradio frequency
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energy
- natural sciencesphysical sciencesplasma physics
- natural sciencesbiological sciencesbiological behavioural sciencesethologybiological interactions
- natural scienceschemical sciencescatalysis
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-SyG - Synergy grantGastgebende Einrichtung
98122 Messina
Italien