Duurzame chemie: D-CRBN creëert artificiële bliksem om CO2 te splitsen tot nieuwe grondstof

Trends selecteert grensverleggende thema’s en verhalen. D-CRBN verdient het label omdat het CO2 omvormt tot een nieuwe grondstof. Dagelijks worden in de Antwerpse haven enkele duizenden tonnen CO2 de lucht ingepompt. De plasmareactor van het klimaattechbedrijf D-CRBN kan het broeikasgas splitsen tot een nieuwe grondstof. Binnenkort zet het zijn eerste testlijn op.

Tijdens de zomer is het vrij rustig op de Blue Gate-site nabij de polder van Hoboken. Alleen de bestelwagens van DHL en Amazon, die verderop elk een depot hebben, zorgen voor wat bedrijvigheid. De logge magazijnen staan in schril contrast met de tandem BlueChem en BlueApp, twee hypermoderne incubatoren voor duurzame chemie.

“In de grote productiehal van BlueApp wordt in september de testlijn met onze plasmareactoren in gebruik genomen”, zegt David Ziegler, commercieel directeur van D-CRBN, trots. “De installatie kan duizend ton CO2 per jaar omzetten. Heel simpel uitgelegd, creëren we een artificiële bliksem om het broeikasgas te splitsen.” Hoe dat precies werkt? Zuivere koolstofdioxide (CO2) wordt in de reactor door plasma gejaagd, de vierde aggregatietoestand, naast vast, vloeibaar en gas. In die vorm en met elektriciteit als energiebron wordt de CO2 omgezet in koolstofmonoxide (CO) en zuurstof (O).

De testlijn is een nieuwe mijlpaal voor de spin-off van de onderzoeksgroep Plasmant van de Universiteit Antwerpen, die wereldwijd gerenommeerd is om haar onderzoek naar plasmatechnologie. Nauwelijks drieënhalf jaar geleden zag het prototype van de reactor van D-CRBN het levenslicht. Dat toestel staat veilig achter slot en grendel in het laboratorium. Het is ongeveer een meter lang, met tellers, kabels, gastanks en tientallen parameters op een scherm. Aan deze miniatuurversie ging meer dan tien jaar onderzoek vooraf om het splitsingsproces zo efficiënt en energiezuinig mogelijk te maken.

“Het prototype kon ongeveer 100 ton CO2 omzetten”, zegt Ziegler. “In een vrij korte termijn zijn we erin geslaagd een opvolger te ontwikkelen die het tienvoud daarvan kan verwerken. Begin 2024 gaat de proeflijn naar een klant. Dat is nodig om de laatste aanpassingen uit te voeren. Uiterlijk twee jaar later willen we een commercieel product hebben met de capaciteit om 10.000 ton CO2 te splitsen.” De eerste commerciële plasmareactoren zullen mobiele installaties zijn, die heel gebruiksvriendelijk op de bestaande infrastructuur van de klant kunnen worden aangesloten. Nadien zullen ook vaste units tot de mogelijkheden behoren.

Grondstof

Meer en meer industriële CO2-uitstoters kiezen ervoor hun CO2 te capteren en het ondergronds op te slaan (carbon capture and storage). D-CRBN verwerkt de verontreinigde CO2-uitstoot tot koolstofmonoxide (carbon capture and usage in het jargon), dat als grondstof kan dienen voor onder meer chemicaliën en polymeren. In combinatie met waterstof vormt CO daarnaast methanol, een van de e-brandstoffen van de toekomst.

“Nu wordt de koolstofmonoxide nog uit fossiele brandstoffen gehaald”, zegt Ziegler. “Wij kunnen die uit een afvalstroom recycleren. Dat zal een enorm verschil maken om de klimaatdoelstellingen te halen. Bovendien is onze reactor al volledig geëlektrificeerd. Daardoor kan die op hernieuwbare energie werken. Afhankelijk van pieken op het net, zal de reactor aan- en uitgeschakeld kunnen worden als een lichtknop. Dat maakt dat onze installaties energieneutraal en waarschijnlijk zelfs energienegatief zullen werken.”

Hoewel de plasmatechnologie van D-CRBN niet de enige methode is om industriële gassen onschadelijk te maken, geloven de oprichters – naast David Ziegler ook CTO Georgi Trenchev en CEO Gill Scheltjens – sterk dat dit een economisch sterke oplossing is. Zowel de investerings- als de operationele kosten zijn relatief laag.

Financiering

De kantoren van D-CRBN zijn gevestigd in het BlueChem-gebouw, waar behalve start-ups ook multinationals aanwezig zijn die op zoek zijn naar de allernieuwste technologieën om te implementeren. Zo is er een consortium, bestaand uit ArcelorMittal, BASF, Engie, Vopak, Talenco, de UA en het Vlaams Instituut voor Technologische Ontwikkeling (VITO), dat samenwerkt om D-CRBN’s plasmatechnologie op te schalen zodat ze kan worden toepast in een industriële omgeving. Met steun van het Vlaams Agentschap Innoveren en Ondernemen (Vlaio) is het Blue Plasma ICON-project alvast op weg om snel te kunnen groeien.

Los van die steun heeft D-CRBN voorlopig op subsidies gedraaid. Dat maakt de groei van het techbedrijf eerder atypisch. Zonder kapitaalronde zijn de drie oprichters erin geslaagd in een heel korte termijn het prototype op te schalen tot een testlijn. Dat traject neemt, zelfs met extra fondsen, doorgaans acht tot tien jaar in beslag.

“Om te kunnen commercialiseren, zijn we nu wel toe aan grotere budgetten”, zegt Ziegler. “We willen enkele miljoenen ophalen en kijken daarvoor naar een combinatie van subsidies van het Europese EIC-acceleratorprogramma en een kapitaalronde. Zowel durfkapitaal als familyoffices als industriële partners komen in aanmerking. We zoeken vooral slim kapitaal om langdurige partnerschappen aan te gaan, zodat we een onderdeel van de waardeketen kunnen worden. Geld dat ons zou beperken, bijvoorbeeld door andere partijen te willen uitsluiten, is niet aan ons besteed.” De kapitaalronde zal volgend jaar worden opengesteld.

Eigen fabriek

Hoewel de eerste commerciële unit nog geplaatst moet worden, kijken de oprichters al vooruit. Na mobiele en vaste installaties behoort ook een centraal gelegen eigen fabriek met vaste plasmareactoren tot de mogelijkheden. D-CRBN zou het gezuiverde CO2 van bedrijven opkopen en verwerken om het CO op zijn beurt door te verkopen. “Op termijn willen we per installatie jaarlijks minstens 1 miljoen ton CO2 kunnen zuiveren”, zegt Ziegler. Om hetzelfde resultaat te verkrijgen, zouden 45 miljoen bomen geplant moeten worden.

En nog lijkt dat peanuts, als je weet dat er alleen al in de haven van Antwerpen jaarlijks 20 miljoen ton koolstofdioxide wordt uitgestoten. Wereldwijd lijkt de markt oneindig. “De komende tien tot twintig jaar zal er werk genoeg zijn”, aldus Ziegler. “We weten dat we niet de enige speler zijn die nodig is om het uitstootprobleem aan te pakken. Het resultaat zal een combinatie van alle mogelijke oplossingen zijn. Maar we hebben op het gebied van plasmatechnologie om CO2 te recycleren een onderzoekvoorsprong van tien jaar. Daarin willen we de referentie worden.”