Algemeen nieuws

< VorigeAfbeelding 1 van 1Volgende >

Bron: Bart van Overbeeke Fotografie.

Voor haar promotieonderzoek brak Qin Ong met lasers CO2-moleculen op, om CO te maken. CO kan een grondstof zijn voor schone brandstof.

Chemie is soms gewoon moleculen slopen. In theorie kan dat door de moleculen zo hard te laten trillen dat ze breken. Promovenda Qin Ong liet zien dat je CO2 kunt omzetten naar CO door het met een infraroodlaser te beschijnen, met behulp van een mechanisme dat ‘ladderklimmen' wordt genoemd. Mogelijk helpt dat in de toekomst zelfs om schone brandstoffen te maken. Dinsdag 14 juni verdedigde zij haar onderzoek aan de faculteit Applied Physics.

Er zit te veel CO2 in de lucht en dat is een levensgroot probleem, weet iedereen die ooit van het broeikaseffect heeft gehoord. Reden om het gebruik van fossiele brandstoffen zo snel mogelijk af te bouwen. Maar vloeibare brandstoffen zijn wel erg handig en niet voor alle toepassingen bestaat al een duurzaam alternatief.

Het zou daarom fantastisch zijn als we CO2 met behulp van duurzaam opgewekte energie, zoals zonnestroom, makkelijk zouden kunnen omzetten naar zogeheten zonnebrandstoffen - zodat CO2 onderdeel wordt van een gesloten kringloop.

De eerste stap in dat proces is het losmaken van één van de twee zuurstofatomen (O) uit het CO2-molecuul. Het resulterende CO kan dan namelijk met waterstof worden gecombineerd tot brandbare koolwaterstoffen.

Slimme truc
Helaas is CO2 echter een bijzonder stabiel molecuul, legt Qin Ong uit. "Om het kapot te maken, heb je temperaturen nodig van een paar duizend graden. Dat kost ontzettend veel energie." Wetenschappers wereldwijd zijn daarom op zoek naar een slimme truc om CO2 op een energiezuinige manier te splitsen. Zo ook in Eindhoven, zowel in de TU/e-groep Elementary Processes in Gas Discharges (EPG) als bij energie-instituut DIFFER op de TU/e-campus, waar Ong haar promotieonderzoek heeft uitgevoerd.

Eén van de mogelijke trucs maakt gebruik van het feit dat de atomen in een CO2-molecuul ten opzichte van elkaar kunnen trillen, alsof ze met een springveer met elkaar verbonden zijn.

"Die trillingen vinden slechts plaats bij specifieke frequenties", vertelt Ong. Elk type trilling heeft energieniveaus die je kunt voorstellen als treden van een ladder. Hoe hoger op de ladder, des te harder het molecuul trilt en des te minder energie het kost om een atoom los te maken uit het molecuul. Ze trillen als het ware kapot.

Sovjet-experimenten
Bij EPG, waar Ong in het begin van haar promotietraject experimenten heeft gedaan, proberen onderzoekers plasma's te maken waarin CO2-moleculen door onderlinge botsingen de vibratieladder beklimmen.

"Er zijn aanwijzingen uit oude Sovjet-experimenten dat dit een heel efficiënt proces kan zijn om CO2 te splitsen", zegt ze. "Eigenlijk was het de bedoeling dat ik ook bij DIFFER aan plasma's zou werken, maar we bedachten dat we het proces van ladderklimmen nauwkeuriger konden bestuderen door de vibraties te stimuleren met laserlicht in een gewoon CO2-gas. Dat is namelijk een veel simpeler systeem dan een plasma."

Met infrarood licht kun je een CO2-molecuul namelijk naar de onderste trede van de vibratieladder duwen. Telkens als vervolgens twee moleculen botsen, gaat één van beide een stapje hoger de ladder op en keert de andere terug naar de zogeheten grondtoestand. Die stappen volgen elkaar razendsnel op, tot het molecuul bij de laatste botsing in twee stukken breekt.

"We weten dat dit goed werkt bij moleculen die uit twee atomen bestaan", legt Ong uit. "Maar voor drie-atomige moleculen zoals CO2 was het maar de vraag of de moleculen hun energie niet tijdens het proces kwijt zouden raken. Dan kom je dus niet bovenaan de ladder."

Middernacht-experimenten
Om dat te testen had de geboren Nijmeegse het licht nodig van een bijzondere laser van de Radboud Universiteit: FELIX genaamd. Toevallig ook de faciliteit waar ze haar afstudeeronderzoek had uitgevoerd. "Met de FELIX-laser konden we licht maken met de juiste golflengte en intensiteit voor mijn experimenten."

Ze kon overigens niet zomaar even langskomen voor de metingen. "Om zogeheten ‘bundeltijd' te krijgen van FELIX moet je een onderzoeksvoorstel indienen. Vervolgens ben ik een maand bezig geweest om alles ter plekke voor te bereiden. Er mag niets misgaan, want je kunt het niet zomaar de volgende dag overdoen. Wij kregen uiteindelijk vier avonden de mogelijkheid om te meten. Om middernacht gaat dan operator weg die de laser bedient. Als je geluk hebt en de laser blijft nog goed functioneren, kun je nog een paar uur ‘gratis' doormeten. Dat hebben we tot twee, drie uur 's nachts gedaan."

Hoopgevend
De uitkomsten van haar Nijmeegse experimenten, aangevuld met metingen met een laser van DIFFER, laten geen ruimte voor twijfel: het ladderklim-effect bestaat echt in CO2. Dat is hoopgevend, mede omdat de experimenten bij lage temperatuur en bij hoge druk - tot wel 20 bar - zijn uitgevoerd.

"In deze tak van chemie, waarbij moleculen in trilling worden gebracht, worden botsingen normaal gezien als iets slechts en is werken bij lage druk daarom gebruikelijk. Botsingen kunnen namelijk ook ervoor zorgen dat moleculen zijn trillingsenergie verliezen en van de ladder afvallen. Volgens mijn onderzoek wint het ladderklimmen dus van het energie verliezen, zelfs bij veel botsingen in experimenten die bij hoge druk worden uitgevoerd. Dat is voor deze tak van chemie een zeer interessant resultaat."

Of het ook voor de productie van zonnebrandstoffen een uitkomst zal blijken, is echter nog de vraag. "Het doel was energiezuinigheid en helaas verbruiken lasers juist veel energie." Maar wie weet wat de toekomst brengt. "Er wordt gewerkt aan ledlampen die het juiste infraroodlicht uitzenden. Als die energiezuinig en intens genoeg zijn, zie ik wel mogelijkheden voor de ladderklim-methode."

Titel van PhD thesis: ‘ Vibrational excitement: model-selective conversion of CO2".

Afdrukken | Mail door

Meer algemeen nieuws

> Delftse onderzoekers maken...
> Personenauto die tijdens h...
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

De kracht van standaardisering

Zachte heelmeesters maken stinkende wonden

Wat is meer?

Toon alle columns / opinies

Energietechniek

Lees hier nieuws rond het thema Energietechniek.

Sponsored content

     
EDAC connectoren in de TME catalogus
Duurzame, veilige connectoren voor de industrie en de automobielsector. Lees meer >>

Vacatures

Alliander
Uitvoerder Elektrotechniek
Als Uitvoerder Elektro ben je klant- en resultaatgericht door een goed overzicht te hebben over de lopende werkzaamheden. Dit doe je door zowel met klanten, aannemers en collega's goed en duidelijk te communiceren en verwachtingen te managen. Er wordt van jou verwacht dat je storingen veilig en zo snel mogelijk oplost met jouw team van monteurs. Daarnaast verzorg je ook het onderhoud van het Liander net.
Lees meer >>

ASML - Veldhoven
Experienced Electrical Integration Engineer
Are you an experienced electrical engineer? And do you like to execute measurements on Electrical test set-ups & prototypes? Then our position of Electrical Integrator will be very interesting for you!
Learn more about this job >>
Application form >>

ASML - Veldhoven  
Electrical Design Engineer
Are you an experienced electrical design engineer? Do you like to design complicated electrical systems? You'd better contact us today! As an Electrical Design Engineer, you design and maintain interconnections between boards, racks, cabinets, interconnect PCBA's, sensors and actuators.
Learn more about this job >>
Application form >>

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 >>

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 >>

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! >>

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.

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.