SHERPA

De chemische industrie en de energiesector staan voor een grote uitdaging in hun overgang naar klimaatneutraliteit. In Vlaanderen zal de toekomstige vraag naar koolstofarme energie naar verwachting groter zijn dan het lokaal beschikbare aanbod aan hernieuwbare elektriciteit. In dat kader kan de import van hernieuwbare energie via waterstof of energiedragers zoals ammoniak een belangrijke aanvullende rol spelen.

Ammoniak (NH₃) heeft een hoge energiedichtheid en beschikt over een bestaande wereldwijde productie- en transportinfrastructuur. De omzetting van ammoniak naar waterstof (H₂) gebeurt vandaag echter via energie-intensieve processen bij hoge temperaturen en met dure katalysatoren. Bovendien brengen verhitting, drukaanpassingen en gasscheiding bijkomende energieverliezen en kosten met zich mee.

SHERPA (Sorption Enhanced Hydrogen Production via Ammonia Decomposition) wil een geïntegreerde, geëlektrificeerde en energie-efficiënte technologie ontwikkelen om ammoniak om te zetten in waterstof met een totaalrendement van 90%.

SHERPA pakt drie sterk samenhangende technologische uitdagingen aan.

• Ten eerste ontwikkelt het project nieuwe, kostenefficiënte katalysatoren op basis van overgangsmetalen. Deze moeten een hoge ammoniakconversie mogelijk maken bij temperaturen onder 600 °C en bij verhoogde druk, als alternatief voor edelmetaalgebaseerde systemen.
• Ten tweede wordt een innovatieve, volledig geëlektrificeerde shockwave-reactor ontwikkeld. Deze reactor maakt zeer snelle opwarming mogelijk, werkt met een hoge energie-efficiëntie en kan flexibel inspelen op variaties in elektriciteitsaanbod. Dat maakt de technologie geschikt voor koppeling aan hernieuwbare energiebronnen en voor modulaire opschaling.
• Ten derde ontwikkelt SHERPA een geïntegreerd adsorptiesysteem voor de scheiding en zuivering van waterstof en de terugwinning van restammoniak. Daarbij wordt gebruikgemaakt van een elektrisch regenereerbaar Temperature and Pressure Swing Adsorption-systeem, dat een hoge waterstofzuiverheid combineert met beperkte energieverliezen.

Naast de ontwikkeling van deze afzonderlijke componenten worden katalysator, reactor en scheidingstechnologie geïntegreerd in één procesconcept. Via procesmodellering, techno-economische analyse (TEA) en levenscyclusanalyse (LCA) worden efficiëntie, emissies en economische haalbaarheid in kaart gebracht met het oog op industriële opschaling en commercialisering.