ATP/ADP-cyclus

Een van de grote uitdagingen om de energie-efficiëntie in de procesindustrie te verbeteren is het recupereren van restwarmte – warmte die vandaag niet hergebruikt kan worden omdat ze een te lage temperatuur heeft. Een mogelijk en duurzaam alternatief voor het gebruik van warmtepompen is de zogenaamde chemische pomp, gebaseerd op de ATP/ADP cyclus.

De ATP/ADP cyclus is een chemisch proces dat in levende organismen gebruikt wordt om energie te transporteren. ATP staat voor adenosinetrifosfaat. ADP voor adenosinedifosfaat.

Onder invloed van het enzyme ATPsynthase kan ADP omgezet worden in ATP door een fosfaatgroep toe te voegen aan de molecule. Dat is een proces dat energie vergt – wat in de biologie omschreven wordt als het opslaan van energie in de molecule.

Onder invloed van een ander enzyme – ATPase – kan die energie later weer vrijgegeven worden door ATP terug af te breken tot ADP. Waarna de cyclus herhaald kan worden.

Heat lift

Onderzoekers aan de Universiteit Gent hebben onder leiding van prof Christian Stevens en in samenwerking met de spin-off Qpinch een technologie ontwikkeld en gepatenteerd om dit proces aan te wenden als een chemische pomp die warmte aan een lagere temperatuur kan onttrekken (vorming van ATP) om die op een hogere temperatuur weer vrij te geven (afbraak ATP).

Met het systeem kan de temperatuur van restwarmte met 60 graden en meer verhoogd worden. Het proces is schaalbaar tot installaties van meerdere megawatts.

Het verschil met een warmtepomp is dat de chemische pomp nauwelijks elektrische energie vergt. Bij een warmtepomp komt ongeveer 30% van de geleverde warmte uit elektriciteit. Bij de chemische pomp is dat slechts een paar procent. Dat maakt de chemische pomp een bijzonder duurzame oplossing met bovendien een lagere operationele kost.

Qpinch kondigde aan dat Borealis in 2019 een chemische pomp gaat bouwen voor de recuperatie van restwarmte.

www.ugent.be/greenchem/en/innovations/chemical-heat-pump-recuperates-waste-heat-for-energy-of-tomorrow.htm

© Productivity.be