ENGINEERINGNET.BE - “Temperatuur is in een reactor erg belangrijk", aldus promovendus Leon Rosseau van TU Eindhoven. "Zeker bij reacties die zichzelf afkoelen, zoals bij het maken van waterstof uit aardgas."
De uitdaging is daarbij om de temperatuur in een reactor zodanig te reguleren dat het chemische proces het beste verloopt. Hiertoe dook Rosseau onder in de wereld van katalysatoren en onderzocht hij de chemische reactor.
De opstellingen waar Rosseau naar keek, hebben standaard lange, dunne buizen. Dat moet het makkelijker maken om warmte aan het systeem toe te voegen. Maar dat is niet ideaal, omdat je veel buizen nodig hebt wat de nodige kosten met zich meebrengt, zegt Rosseau.
“Daarom hebben wij een chemische infrastructuur aangelegd. We leiden het gas van links naar rechts door de reactor, dat noemen ze ook wel een kruisstroming, door er blokkades in te stoppen. Het gas raakt door die kruisstroming voortdurend de wand van de reactor, die warm is.”
“Zo blijft de temperatuur op niveau. Om het proces veel energie-efficiënter te krijgen, hebben we minuscule gaatjes in de blokkade gemaakt. De compressor hoeft dan minder hard te drukken om het gas door het systeem te krijgen.”
Met een 3D-printer kon Rosseau diverse structuren van zijn katalysator testen. Die is gemaakt van poreus keramisch materiaal voorzien van nikkel, in poedervorm.
“Door deze testen hebben we uiteindelijk de optimale blokkade kunnen beschrijven. Welke vorm, welke gaatjes, hoeveel en hoe diep, maar ook hoe je de blokkades precies in de opstelling zet. Op labschaal werkt dat prima. Het liefst willen we nu opschalen richting een commerciële toepassing. Daar zit nog wel wat werk in.”
“Om van een katalysator van 2 centimeter naar eentje van 4 centimeter te gaan, leidde met onze printtechniek al tot diverse problemen. De keramische pasta kun je in een mooie vorm printen, maar om hem ook stabiel te laten drogen, is een uitdaging. "
"Voor een commerciële katalysator moeten we zelfs naar een grootte van 10 cm. Fundamenteel zijn we heel wat stappen verder gekomen en hebben we een veel beter inzicht in de werking van diverse parameters in een reactor.”
Die kennis zet Rosseau nu in bij het Deense bedrijf Topsoe, waar hij zijn katalysator-technologie verder ontwikkelt.
