In de volgende aflevering van onze serie In de Spotlight voor het NXTGEN Hightech Energy-domein interviewen we Nicoleta Voicu, senior projectmanager bij TNO, over hun project binnen het NXTGEN Hightech Energy-domein. Dit initiatief richt zich op het creëren van waardevolle producten voor de chemische industrie door methaanbijproducten om te zetten in hoogwaardige outputs.

Wat is jouw achtergrond en hoe ben je bij TNO terechtgekomen?

“Dat is een lang verhaal! Ik begon mijn academische reis met een studie natuurkunde in Roemenië. Tijdens mijn master kreeg ik een Erasmusbeurs om in Nederland te studeren, waar ik vervolgens een promotieonderzoek deed aan de Rijksuniversiteit Groningen. Tijdens mijn promotie verhuisde ik naar Cambridge met het team van mijn professor. Werken in Cambridge, bij de Cavendish-laboratoria, was een ongelooflijk inspirerende ervaring die mijn kijk op wetenschap en samenwerking verbreedde.

Na mijn terugkeer naar Nederland werkte ik bij Canon en DSM. Bij DSM deed ik ervaring op in een breed scala aan markttoepassingen, segmenten en bedrijfsactiviteiten. De onderzoeksafdeling bestond uit wetenschappers uit 28 verschillende landen, wat een geweldige kans bood om met diverse perspectieven in aanraking te komen. Mijn rollen varieerden van onderzoek en toepassingsontwikkeling tot het opbouwen van strategische samenwerkingen voor opkomende activiteiten binnen DSM Advanced Solar. Dit was een waardevolle leerervaring, en ik had het voorrecht om met geweldige collega’s te werken, van wetenschappers tot business developers, die allemaal mijn carrière hebben gevormd.

Later startte ik mijn eigen bedrijf dat zich richt op het duurzaam kweken van bloemen voor lokale evenementen. Het bedrijf is nu biologisch gecertificeerd en functioneert grotendeels onafhankelijk, waar ik trots op ben. Toch realiseerde ik me vorig jaar dat ik het werk in de wetenschap miste. Dat bracht me bij TNO, waar ik nu werk als projectmanager voor het NXTGEN-project, samen met een geweldig team van collega’s en partners. Interessant genoeg is het verminderen van de CO₂-voetafdruk een rode draad in zowel mijn eigen bedrijf als mijn werk bij TNO, wat de ervaring bijzonder betekenisvol maakt.”

Wat houdt jouw project binnen het NXTGEN Hightech Energy-domein precies in?

“Ons doel is om chemische processen te elektrificeren met (groene) elektriciteit, zodat we grondstoffen voor de chemische industrie kunnen produceren zonder CO₂-uitstoot. Wereldwijd behoren we tot de weinigen die op deze manier met plasmatechnologie werken.

Dit project richt zich op het demonstreren van innovatieve hightech methoden voor plasmageneratie, zoals gelijkstroom (DC) en microgolftechnologieën, die momenteel opereren op een schaal van 1 tot 50 kW. De uitdaging is om deze verder op te schalen en de energie-efficiëntie te verbeteren onder de veeleisende omstandigheden van grootschalige chemische processen, met doelen variërend van kiloton- tot megatonoutputs per jaar.

In het kader van het NXTGEN-project zijn we in 2023 begonnen met opschaling door apparatuur te ontwikkelen die het mogelijk maakt plasmatechnologie op grote schaal te gebruiken. We richten ons specifiek op het valoriseren van methaan, een veelvoorkomend bijproduct in de chemische industrie met een hoge CO₂-voetafdruk. Met plasmachemie willen we dit methaan omzetten in hoogwaardige producten zoals ethyn, waterstof en etheen. Deze producten hebben belangrijke toepassingen, bijvoorbeeld in de productie van kunststoffen, meststoffen en andere waardevolle chemicaliën.

Wat dit project zo interessant maakt, is dat onze apparatuur bijproducten van productieprocessen transformeert in iets waardevols en economisch rendabels. Terwijl bedrijven vaak boetes krijgen voor CO₂-uitstoot door het verbranden van methaan, biedt onze oplossing hen de mogelijkheid om dit methaan om te zetten in producten zoals etheen, dat een enorme markt heeft. Dit creëert een financiële kans waarbij de inkomsten uit hoogwaardige producten de boetes kunnen compenseren, wat uiteindelijk leidt tot een duurzamer en winstgevender proces. Dat is het marktpotentieel dat we binnen het NXTGEN-project verkennen en ontwikkelen.”

Waarom is deze technologie juist interessant voor Nederland, en wat geeft ons een sterke positie om in dit veld te slagen?

“Nederland is uniek geschikt voor deze technologie vanwege de sterke, onderling verbonden ecosystemen. Enerzijds hebben we een geavanceerde sector voor de ontwikkeling van hightech apparatuur, anderzijds hebben we een goed ontwikkelde chemische sector. Beide ecosystemen bestaan in elkaars nabijheid, wat effectieve samenwerking mogelijk maakt.

Daarnaast profiteren we van partnerschappen zoals Brightsite (Maastricht University, TNO, Sitech Services), samenwerkingen met onderzoeksinstituten zoals DIFFER, en partnerships binnen de hightech- en chemische industrie. Deze samenwerkingen bestrijken de hele waardeketen, van organisaties met een lage TRL (Technology Readiness Level) tot fabrikanten van apparatuur en industriële partners die de technologie als eerste kunnen adopteren. Deze combinatie van talent, expertise en infrastructuur is niet alleen uniek, maar ook essentieel voor het succes van ons project. Door deze uiteenlopende toepassingsgebieden samen te brengen, kunnen we innovatieve hightechoplossingen creëren die wereldwijde uitdagingen aanpakken.”

Hoe verwacht je dat de technologie, materialen en apparatuur een plek vinden op de markt?

“Onze primaire klanten zullen grote chemische bedrijven zijn of industrieën waar methaan een bijproduct is en er interesse is om dit te valoriseren tot producten zoals ethyn of etheen. De plasmatechnologie heeft ook aanvullende potentiële toepassingen, zoals plastic recycling of stikstoffixatie, dus we werken eraan om het toepassingsbereik te diversifiëren. Deze aanpasbaarheid vergroot de aantrekkelijkheid op de markt.

Wat betreft commercialisatie werkt de chemische industrie doorgaans met een licentiemodel. De technologieën, apparatuur en processen die worden ontwikkeld, volgen dit model. Bedrijven kunnen profiteren door de outputproducten door te verkopen of ze opnieuw te gebruiken in hun eigen operaties. Deze structuur biedt een schaalbaar en duurzaam pad om de technologie in de industrie te integreren.”

Afgezien van financiering, waarom is deelname aan het NXTGEN Hightech-programma zo belangrijk?

“Hoewel financiering cruciaal is, is het belangrijkste aspect van deelname aan NXTGEN Hightech het samenwerkingsverband. Geen enkele organisatie heeft de capaciteit of ambitie om alle onderdelen zelfstandig te ontwikkelen. Elke partner in dit project brengt unieke capaciteiten en vaardigheden in, waardoor de samenwerking essentieel is voor succes.

Onze partners dragen bijvoorbeeld bij aan en optimaliseren gespecialiseerde plasma-apparatuur, een cruciaal onderdeel van het proces. Hun betrokkenheid als potentiële strategische partner is van onschatbare waarde, aangezien er maar weinig leveranciers zijn van plasmabranders die essentieel zijn voor het verwerken van methaangas. Evenzo voegt expertise in het ontwikkelen van chemische processen aanzienlijke waarde toe, waardoor wordt gegarandeerd dat de technologie voldoet aan de eisen van de industrie.

We werken ook samen met partners die essentieel zijn voor de productie van apparatuur en licenties. Licenties komen met specifieke voorwaarden die een ervaren partner vereisen om effectief te beheren. Dit samenwerkende ecosysteem zorgt ervoor dat elke fase van ontwikkeling – van pilot tot demonstratie – profiteert van diverse expertise, terwijl fundamentele onderzoeksvragen worden aangepakt door de betrokkenheid van universiteiten en onderzoeksinstituten.

 Bovendien zijn organisaties zoals Brightsite en VoltaChem van cruciaal belang. Brightsite ondersteunt de transitie van de chemische industrie naar hernieuwbare energie en grondstoffen en biedt essentiële kennis en connecties. VoltaChem helpt ons met het bedrijfsmodel, zodat we de technologie effectief kunnen implementeren.”

Wat is jouw belangrijkste advies voor andere NXTGEN-projecten?

“Het belangrijkste aspect van een succesvol project is het onderhouden van sterke samenwerking en het vroegtijdig verbinden van partners. Dit omvat niet alleen leden van het consortium, maar ook nieuwe partners. Iedereen snel aan boord krijgen en hun verwachtingen vanaf het begin afstemmen is essentieel.

Het opbouwen van sterke relaties binnen het consortium wordt vaak onderschat, maar heeft een enorme impact. Hoewel de meesten van ons in Nederland gevestigd zijn, hebben we niet dagelijks contact. Workshops en evenementen zijn essentieel om deze relaties te versterken, wat het gemakkelijker maakt om uitdagingen samen aan te pakken. Zodra partners elkaar kennen, wordt het efficiënter om vragen te stellen of ideeën te delen.

Uiteindelijk gaat het erom een omgeving te creëren waarin iedereen zich betrokken en gewaardeerd voelt. Sterke samenwerking leidt tot betere resultaten, en ervoor zorgen dat alle partners vanaf het begin op één lijn zitten, is van vitaal belang voor langetermijnsucces.”