Ammonia is not only a key-chemical for sustaining global population, but also an intriguing carbon-free energy carrier. Ammonia, however, is the most energy intensive commodity chemical, responsible for 1-2% of energy consumption and CO2 emissions worldwide. The OASYS project aims to develop an innovative paradigm via an electrochemical reactor that incorporates all steps of hydrogen generation/purification from water electrolysis and ammonia synthesis in a single device. This highly efficient and dynamic approach can assist to the decentralisation of ammonia production by coping with intermittent renewable power supply, and thus, enabling its use as an alternative and sustainable energy vector.

With a market share of over 60% and having the lowest lifecycle environmental impact of all polymers, polyolefins play a crucial role in our daily life. They are mainly used in packaging and consumer goods. Vast and ever increasing amounts of polyolefin waste are being produced annually. Driven by environmental awareness, a growing amount of these polyolefins ends up in recycle streams. However, polyolefins are inherently difficult to recycle. Here, we propose a conceptionally novel approach for producing polyolefinic materials with versatile and tunable properties that are well-processable and much better recyclable than conventional polyolefins.

This consortium aims to tackle a pressing issue in the Dutch society about how waste is used poorly, which leads to losing valuable materials, missing out on economic gains, and causing greenhouse gas emissions. To address this challenge and build a sustainable and thriving Dutch bioeconomy, we will develop innovative technology to turn low-quality waste into useful and sustainable materials that fit into a circular system. Our goal is to make the environment in the Netherlands cleaner and self-sustainable by cutting down on carbon emissions from fossil fuels, reducing critical materials in industry, reducing waste incineration, and re-using waste.

Dit onderzoeksvoorstel richt zich op de ontwikkeling van superkritische CO2 (scCO2) extractie tijdens het chemisch recyclen van katoen-polyester textiel (polykatoen). Het katoen kan gescheiden worden van het polyester (Polyethyleen Terefthalaat of PET) door o.a. hydrolyse waardoor PET wordt omgezet in tereftaalzuur en ethyleenglycol. Na hydrolyse kan de vaste cellulose (hoofdbestanddeel van katoen) worden gescheiden van de tereftaalzuur bevattende oplossing en vervolgens worden gezuiverd. Superkritische extractie met scCO2, biedt de mogelijkheid om de fase van scCO2 te moduleren door simpelweg de temperatuur en druk te veranderen. Andere voordelen zijn de inerte aard van scCO2 en de mogelijkheid voor hergebruik na scheiding van de geëxtraheerde verbindingen. Bovendien verlagen de gemakkelijk te verkrijgen superkritische omstandigheden (T=35°C, p=78 bar) en relatief lage investeringskosten de drempel voor toepassing op industriële schaal. Mede daarom wordt superkritische extractie al toegepast in bijvoorbeeld de extractie van cafeïne uit koffiebonen of het zuiveren van recycled polymeren. We hebben een succesvolle technologie ontwikkeld om gekleurd PET te ontkleuren d.m.v. superkritische extractie. Daarom richt dit projectvoorstel zich op de ontwikkeling van het ontkleuren van katoen om de recycling polykatoen mogelijk te maken. De hypothese is dat met scCO2 (grotendeels) kleurstoffen in en op de textieloppervlakken verwijderd kunnen worden. De sterk covalent gebonden reactieve dyes aan de cellulosevezels maken het ontkleuringsproces uitdagender dan de superkritische extractie van de disperse dyes in PET vezels die niet covalent gebonden zijn. Mocht dit succesvol zijn, dan kan een aanzienlijk deel van deze kleurstoffen verwijderd worden voordat hydrolyse plaatsvindt. Hierdoor kunnen de zuiveringstappen na de hydrolyse aanzienijk vereenvoudigd en kosten-efficienter worden waardoor textiel recycling in technologische, duurzame en economische zin beter realiseerbaar kan worden.