Algemeen nieuws

< VorigeAfbeelding 1 van 1Volgende >

De door zonne-energie aangedreven minireactor (foto: Noël Research Group)

Hoogleraar Flow Chemistry Timothy Noël ontwikkelde, met zijn team bij het Van 't Hoff Institute for Molecular Sciences van de UvA, een volledig operationele standalone minireactor op zonne-energie. Deze ‘minifabriek' kan in de toekomst mogelijk gebruikt gaan worden voor de productie van fijnchemicaliën op afgelegen locaties - op aarde en misschien zelfs op Mars.

De onderzoekers presenteren hun unieke volledig off-grid fotochemiesysteem in een artikel in het wetenschappelijke tijdschrift ChemSusChem.

‘Het nieuwe systeem, dat geneesmiddelen en andere chemicaliën kan synthetiseren in economisch aantrekkelijke volumes, is inzetbaar in geïsoleerde omgevingen en hierdoor kan de productie van fijnchemicaliën gedecentraliseerd worden', aldus Noël. Hij legt uit dat de minifabriek gebaseerd is op het concept van de fotochemie, waarbij zonlicht wordt gebruikt om de chemische synthese rechtstreeks aan te drijven. ‘We maken gebruik van een fotokatalysator die de synthese aandrijft wanneer hij wordt verlicht. Normaal gesproken worden daarvoor meestal krachtige leds of andere lichtapparaten gebruikt. Wij kiezen ervoor om direct zonlicht te gebruiken. Dat maakt de synthese om te beginnen volledig duurzaam. Maar het maakt ook stand-alone werking op afgelegen locaties mogelijk. Onze droom is dat ons systeem in de toekomst gebruikt gaat worden op een ruimtebasis op de maan of op Mars, waar zelfvoorzienende systemen nodig zijn voor energie, voedsel en geneesmiddelen. Onze minifabriek zou dat laatste op een volledig autonome, onafhankelijke manier kunnen produceren.'

 
De zonneconcentrator trok wereldwijd de aandacht (foto: Bart van Overbeeke)

Van concentrator naar reactor
De ontwikkeling van de minifabriek begon zo'n vijf jaar geleden toen de groep van Noël - destijds gevestigd aan de Technische Universiteit Eindhoven - een ‘zonneconcentrator' ontwikkelde. Dit is feitelijk een vel van doorzichtig plastic met kleine kanaaltjes van een 100-tal micrometer waarin de chemische synthese plaatsvindt. Door toevoeging van speciale kleurstoffen ontwikkelden de onderzoekers het plastic tot een zonnegeleider en luminescente omvormer. Het vangt het zonlicht op en leidt het naar de kanalen, terwijl een aanzienlijk deel van het licht wordt omgezet in rode fotonen die de chemische omzetting aandrijven.

De volgende stap was om van de zonneconcentrator een volledig operationele flowreactor, een zonlichtreactor, te maken. ‘Dit betekent dat we een reactiemengsel van uitgangsmaterialen en fotokatalysator door de zonverlichte kanalen pompen', vertelt Noël. ‘De gewenste chemische omzetting vindt plaats in deze kanalen. Op die manier zijn ze ons alternatief voor de traditionele laboratoriumkolven of -vaten voor chemische synthese. En ondanks dat de kanalen behoorlijk klein zijn, kan zo'n stroomreactor een behoorlijke hoeveelheid relevante moleculen produceren, omdat hij van zonsopgang tot zonsondergang op een continue manier werkt. Bovendien maakt het gebruik van kanalen een veel effectievere koppeling tussen licht en chemie mogelijk dan bij het gebruik van traditionele kolfreactoren.'

Maximale efficiëntie
De groep van Noël heeft het concept van de zonlichtreactor al kunnen demonstreren door de synthese van een reeks moleculen die relevant zijn voor de productie van farmaceutica, zij het op laboratoriumschaal in een gecontroleerde omgeving. In het artikel in ChemSusChem beschrijven zij nu de ontwikkeling van een levensvatbaar, optimaal effectief autonoom fotosynthesesysteem en het testen hiervan in de praktijk. Daarnaast blikken ze vooruit op onder meer het toepassingspotentieel en de te verwachten economische prestaties.

Het prototype van de zonlichtreactor beslaat nu een oppervlakte van ongeveer 0,5 x 0,5 vierkante meter. Om het volledig autonoom te maken, hebben de onderzoekers de reactor uitgerust met een zonnecel die de stroom levert voor hulpapparatuur zoals pompen en besturingssysteem. Deze zonnecel is achter de stroomreactor geplaatst in een gestapelde configuratie die zorgt voor een maximale efficiëntie per vierkante centimeter. Noël: ‘De meer energetische golflengtes worden in de reactor gebruikt om de fotokatalysator aan te drijven. De resterende fotonen met golflengtes van 600-1100 nm worden omgezet in elektriciteit om de hulpapparatuur aan te drijven.'

Wereldwijde toepassingsmogelijkheden
Het prototype maakt ook gebruik van een responsief besturingssysteem dat de chemische omzetting bij verschillende lichtintensiteiten kan optimaliseren. ‘Met name wanneer een wolk de zon bedekt, daalt de chemische conversie zeer snel', licht Noël toe. ‘Ons systeem is in staat om onmiddellijkde noodzakelijke aanpassingen te doen. Veldproeven bevestigden dat het in staat is om chemicaliën in een constant tempo te produceren, zelfs op zonnige dagen met voorbijtrekkende wolken.' De tests zijn in Nederland uitgevoerd. Om een indruk te krijgen van de wereldwijde toepassingsmogelijkheden hebben de onderzoekers vergelijkingen gemaakt met zonnedata op locaties in Noorwegen (Noordkaap), Spanje (Almeria) en Australië (Townsville). Noël: ‘Zelfs op de Noordkaap, waar relatief weinig zonkracht is, schatten we toereikende productiecijfers in.'

De onderzoekers hebben de prestaties van het prototype vergeleken met de productiecijfers van de bekende fotochemische synthese van rose oxide. Dit product voor de parfumindustrie wordt industrieel geproduceerd met fotochemische middelen, omdat het schoner en efficiënter is dan de traditionele chemische synthese. De onderzoekers berekenden dat hun systeem een verrassend klein oppervlak zou vereisen om aan de huidige jaarlijkse vraag te voldoen: slechts 150 m2 zou volstaan. Noël: ‘Dat komt neer op slechts één fabrieksdak vol met onze zonlichtreactoren.' Hij schat in dat de productie commercieel haalbaar is: ‘De systeemkosten zouden vergelijkbaar zijn met de huidige commerciële fotosynthesesystemen. Maar we hebben uitsluitend zonne-energie nodig, dus er zijn geen energie-uitgaven. Dit zou dus echt een duurzame strategie kunnen zijn voor de toekomstige productie van chemische stoffen zoals rose oxide of farmaceutica.'

Laat de muren chemicaliën maken
Voor Noël weerlegt het nu gepubliceerde onderzoek elke scepsis over het potentieel van chemische technologie op basis van zonne-energie. ‘We laten zien dat er zeker mogelijkheden zijn voor chemische productie op zonne-energie, zelfs hier in Nederland. Je hoeft er niet voor naar Qatar. Bovendien leent het systeem zich voor toepassing op onverwachte locaties. Je zou zelfs de gevel van een gebouw kunnen bedekken met de zonlichtreactoren. Natuurlijk zou de opbrengst hierbij kleiner zijn dan wanneer je die onder een optimale hoek ten opzichte van de zon zou plaatsen, maar het is zeker mogelijk. En hoe geweldig zou het zijn om de muren chemicaliën te laten maken!'

Afdrukken | Mail door

Meer algemeen nieuws

> PGS-richtlijn voor opslag ...
> TU Delft's Control Room of...
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

Software-boycot?

Kerncentrales, Covid-19, Semiconductors en Robotisering

Hoe een Thaise wrap naar elektronica leidt

Toon alle columns / opinies

Energietechniek

Lees hier nieuws rond het thema Energietechniek.

Advertorial

VanLien/ABB Noodverlichting wijst de weg
Test je kennis & win een slipcursus!
Het doel van noodverlichting is eenvoudig: zorgen voor een veilige uitweg. Hoe regel je dat? Wat weet jij over noodverlichting? Test je kennis in de WegWijsQuiz van VanLien/ABB Noodverlichting. Je maakt dan kans op een slipcursus op Circuit Zandvoort. Naar de Quiz! >>

Sponsored content

  
Nauwkeurige en ergonomische schroevendraaiers van WERA
Service- en onderhoudsbenodigdheden van de serie Kraftform Micro. Lees meer >>

advertorial

Sinds 1999 waarborgt ICAPE Group de toelevering van printen en op maat gemaakte technische onderdelen voor grote spelers in de globale elektronica-industrie. Met bijna 3000 actieve klanten ontwikkelt het Franse bedrijf zich tot een van de gevestigde wereldleiders in zijn sector.

Vacatures

ASML - Veldhoven
Management Assistant
Does assisting top managers in a dynamic, high demanding, international environment energize you? Then ASML is what you are looking for! Every day you use technology that contains microchips. From smartphones and laptops, to washing machines, credit cards and cars. ASML is the world leader of advanced technology systems for the semiconductor industry. Due to our growth we are continuously searching for new talent. We like to welcome pro-active team players and strong communicators who can deliver high quality services to our Management Support Organization (MSO). You will be part of a creative, dynamic work environment with encouraging management assistants. We have multiple opportunities for junior, mid-level and senior candidates.
Read more >>
Application form >>

Hertek B.V. - Weert
Teamleider Service (50% Weert - 50% landelijk)
Ben jij op zoek naar een zeer afwisselende en interessante teamleiders functie?
Wil je naast het aansturen van je service en planning medewerkers vanuit kantoor, ook een aantal dagen per week op pad naar je medewerkers in de buitendienst? Kwaliteit, veiligheid en welzijn voor onze medewerkers staat hoog in het vaandel. Wil je graag werken bij een bedrijf dat verbetervoorstellen en initiatieven van hun medewerkers waardeert?
Dan is deze baan bij de Hertek Groep wellicht iets voor jou. Lees meer >>

AE Sensors - Dordrecht
Sales engineer
AE Sensors BV is een groothandel die ook totaaloplossingen levert en ontwikkelt. Wij zoeken een techneut die met passie voor elektronica en sensoren graag problemen oplost en uitdagingen zoekt. Daarnaast is flexibiliteit een absolute pré. Het kan zijn dat je op het ene moment op een offshore platform, een zeegaand schip of een kraan in de Rotterdamse haven staat, maar een paar uur later in de clean room van een chip machine fabrikant.
Lees meer >>

Vandentempel Service - Hattem
Kalibratietechnicus
Binnen een team van technisch specialisten ga je diverse test- en meetapparatuur kalibreren. Je maakt hierbij gebruik van moderne hoogwaardige Fluke kalibratoren in combinatie met MET/CAL kalibratie management software. Of het nu gaat om eenvoudige laagspanningstesters of complexe meetapparatuur voor midden- of hoogspanningstoepassingen; bij Vandentempel kun je jouw technische hart ophalen en jezelf blijven ontwikkelen. Lees meer >>

lees e-totaal digitaal

Lees hier de meest recente editie van e-totaal magazine!
U scrollt eenvoudig door de verschillende artikelen en via de actieve hyperlinks komt u direct in contact met de verschillende leveranciers en adverteerders.

Veel leesplezier!

Wilt u de papieren editie gratis ontvangen, vul dan uw gegevens in via het contact formulier .

Bedrijf in beeld

ICAPE Group ; Expert services supplier of customized PCBs and technical parts.

AVE Added Value Electronics

Bent u voldoende vertrouwd met PCB-ontwerp?

Advertorials

RS Components Nederland:
De rol van sensoren in IIoT - Sensoren zijn een sleuteltechnologie geworden. Lees in deze gratis whitepaper alles over de cruciale rol van slimme sensoren in het Industrial Internet of Things en lees meer over IIoT op de themapagina van RS Components.

Transfer Multisort Elektronik:
Hoe meet ik stroomverbruik - kom te weten hoe u zelf uw stroomverbruik thuis kunt meten!

RS Components Nederland:
Tussen leverancier en klant
RS Components is meer dan een webshop

Transfer Multisort Elektronik:
DC-spanningsomvormer - welke te kiezen?

Binder Nederland B.V.:
M16-connectoren
De perfecte oplossing voor toepassingen die veel contacten vereisen

Acal BFi:
5G voor uw project?
5G is er, maar wanneer kunnen we echt beginnen?

Transfer Multisort Elektronik:
Optische kabel - alles wat u moet weten

RS Components Nederland:
Als de winkel om de hoek
RS Components neemt veel werk uit handen

Transfer Multisort Elektronik:
Leds voor sterilisatie met UV-C-licht

Nieuwsbrief

Ontvang wekelijks het laatste nieuws uit uw vakgebied. Meld u hier aan voor de gratis nieuwsbrief. U wordt dan ook op de hoogte gehouden van het verschijnen van de nieuwe
e-zines.

Volg e-totaal

Agenda

Klik hier voor de complete agenda.