Het Laboratorium voor Chemische Technologie krijgt van Europa 2,5 miljoen euro om in de komende vijf jaar een nieuwe reactortechnologie te ontwikkelen.
De nieuwe technologie moet toelaten dat grootschalige chemische processen in de toekomst minder beslag zullen nemen op ruimte en energie.
Het onderzoeksprogramma dat door de Europese Onderzoeksraad (ERC) wordt ondersteund, is het MADPII-project. Het zal worden uitgevoerd door een team van zes doctorandi en twee senior onderzoekers van het Laboratorium voor Chemische Technologie (LCT) van de Universiteit Gent. De kernidee van MADPII bevindt zich op het niveau van de fundamentele scheikunde: het komt erop aan om tijdens bepaalde chemische reactie het contact tussen de verschillende fasen waarin de moleculen zich bevinden, te intensifiëren. Op macroscopisch niveau moet dit resulteren in een chemische reactortechnologie die toelaat dat grootschalige chemische processen in veel kleinere reactoren worden uitgevoerd – waarbij overigens een beduidende hoeveelheid energie wordt bespaard.
Hoe willen de scheikundigen en ingenieurs van het LCT dat voor elkaar krijgen? En voor welke chemische reacties? Concreet ligt de focus binnen MADPII op het omzetten van het niet-eetbare deel van biomassa (houtachtige delen van gewassen) naar bruikbare biobrandstoffen en aanverwante eindproducten. Om dat omzettingsproces vlot te trekken, moet de zogenaamde wervelbedreactor worden geoptimaliseerd. “In zo’n reactor wordt biomassa in poedervorm ingebracht en vervolgens ‘gefluïdiseerd’ – het poeder gaat zich gedragen als een vloeistof”, zegt Guy Marin, directeur van het LCT. “Dit bereiken we door van onderaf een gas tegen de poederdeeltjes aan te laten stromen, zodat ze gaan zweven en tegen elkaar opbotsen, waardoor uiteindelijk bellen ontstaan. Het is dan dat er chemische reacties – eventueel met de hulp van een katalysator – kunnen optreden. Traditioneel is het debiet van het gas dat in een wervelbedreactor wordt geblazen, echter beperkt. Om tot een optimale fluïdisatie te komen, moet de meesleurkracht van het gas immers worden gecompenseerd door de tegengesteld werkende zwaartekracht. Maar als we in plaats van met de zwaartekracht, met centrifugale krachten zouden werken – die tot dertig keer sterker zijn – dan heffen we die beperking op. Het wervelbed blijft dan behouden bij een veel groter gasdebiet. Resultaat: we zien een heuse stormwind in de reactor die het contact tussen de reagentia veel intenser maakt en de gewenste reacties veel sneller laat verlopen.”
Om tot die veel snellere, efficiëntere en aldus energiezuinigere rectoren te komen, moeten er echter nog heel wat technische obstakels worden overwonnen. “Centrifugale krachten kunnen we opwekken door de reactor snel te laten roteren, maar in de chemie vraagt dit soort manoeuvres doorgaans om ellende. We zullen daarom de mogelijkheid uitwerken om niet de reactor, maar het mengsel van poeder en gas te laten draaien, en wel door het gas evenwijdig met de binnenste raaklijnen van de reactorcilinder naar binnen te spuiten.”
Professor Marin en de vorsers van het LCT krijgen tot 2017 de tijd om hun nieuwe reactortechnologie te ontwikkelen. Dan loopt immers de Europese subsidie (een zogenaamde ‘Advanced Grant’) af, en komt er ook een einde aan het MADPII-project.
ARGUS informeert en inspireert voor een duurzame, milieuvriendelijke samenleving.
De nieuwssite www.argusactueel.be brengt nieuws en actualiteit over milieu, natuur en duurzame ontwikkeling.
Maak kennis met alle andere projecten van ARGUS op www.argusmilieu.be.
