BioRECO2VER: van CO2 naar waardevolle chemicaliën
BioRECO2VER werd gefinancierd door het EU Horizon2020-programma. Over een periode van vier jaar wilde het project de technische haalbaarheid aantonen van efficiëntere biotechnologische processen voor het afvangen van CO2 uit industriële puntbronnen, en het omzetten ervan in waardevolle platformchemicaliën zoals isobuteen en lactaat.
De voor- en nadelen van biotechnologie
CO2 is het hoofdbestanddeel van heel wat materialen die in industriële processen én in ons dagelijks leven gebruikt worden. Momenteel wordt het meestal gehaald uit fossiele bronnen, maar wat als het rechtstreeks uit CO2-emissies gebruikt zou kunnen worden? Vooral biotechnologie biedt heel wat mogelijkheden voor de omzetting van schadelijke CO2-emissies in waardevolle basischemicaliën.
Deze biotechnologische processen brengen echter ook een paar economische en technische obstakels met zich mee. Zo zijn de kosten voor de voorbehandeling van het gas heel hoog, zijn de productrecuperatiekosten groot en is de schaalbaarheid niet voldoende bewezen.
BioRECO₂VER wilde uitzoeken hoe we deze uitdagingen kunnen oplossen.
CO₂ hergebruiken via efficiëntere bioconversie
Het project stelde verschillende doelen voorop, waaronder:
- Het ontwikkelen en toepassen van robuuste enzymen om CO₂ af te vangen van industriële puntbronnen, door enzymatische absorptie te combineren met ionische aminemengsels.
- De ontwikkeling van drie microbiële platformen om CO₂ om te zetten naar platformchemicaliën, en dit met behulp van een koolstofvrije energietoevoer.
- Het ontwerp van nieuwe fermentoren om efficiënter te fermenteren en de procesomstandigheden te verbeteren.
- Het valideren van de meest veelbelovende isobuteen- en lactaatproductieroute op TRL 5 met echte afgassen.
- Beoordeling van de duurzaamheid en bewijs van de sociaaleconomische en industriële haalbaarheid.
Om deze doelstellingen te behalen onderzocht het team onder andere een hybride chemo-enzymatisch proces voor de CO2-afvang van industriële puntbronnen. Dit afvangproces werd opgeschaald in een proefinstallatie en de opstelling werd verder gebruikt voor echte restgasvoorbehandeling in het project.
Daarnaast werden ook twee alternatieve benaderingen onderzocht voor de biotechnologische omzetting van (afgevangen) CO₂ en het co-substraat waterstof. Die omzetting brengt namelijk technische en economische uitdagingen met zich mee omdat ze plaatsvindt in de vloeistoffase terwijl de substraten slecht oplosbare gassen zijn. Daarom werd gekeken naar fermentatie onder verhoogde druk en bio-elektrochemie met in situ productie van waterstof.
De rol van VITO in BioRECO₂VER
- VITO was projectcoördinator van BioRECO2VER.
- Daarnaast ontwierpen we een flexibele en multifunctionele hogedrukfermentor. Deze was op maat gemaakt en bevatte o.a. geavanceerde online sensoren, monitoring en controle. De fermentor had ook een membraanfiltratie-eenheid om hoge concentraties van de microbiële biokatalysatoren te bereiken.
Financiering
BioRECO2VER wordt gefinancierd door het onderzoeks- en innovatieprogramma Horizon 2020 van de Europese Unie in het kader van subsidieovereenkomst nr. 760431.
