Onderzoeksgroep
Engineering Novel Electrochemical Reactors.
Abstract
In de loop der jaren heeft de ELCAT-onderzoeksgroep haar uitgebreide kennis op het gebied van elektrochemie uitgebreid met het ontwerpproces en de in-house productie van op maat gemaakte elektrochemische reactoren en perifere systemen. In het bijzonder zijn wij gespecialiseerd in vloeistof-vloeistof stromingsreactoren, redox flowbatterijen en gas-vloeistof reactorsystemen in flow-by, flow-through of zero gap configuraties om bijvoorbeeld de reductie van CO2- of H2-evolutie mogelijk te maken. Deze expertise heeft geleid tot meerdere projectsamenwerkingen met een focus op het ontwerpen van state-of-the-art reactoren. Met ons IOF-voorstel voor ENCORE willen we gebruik maken van de expertise van de ELCAT-onderzoeksgroep op het gebied van elektrochemische reactortechniek. (i) In de eerste plaats door de lancering van een gestandaardiseerde lijn van elektrochemische reactoren om te concurreren met bedrijven die kant-en-klare armaturen aanbieden. (ii) Ten tweede heeft ENCORE tot doel de bestaande marktkloof te overbruggen tussen genoemde bedrijven, die kant-en-klare gestandaardiseerde opstellingen aanbieden, en ingenieursbureaus, die uitsluitend op TRL 8 en 9 werken. Via het ENCORE-platform willen we onze knowhow en productietechnologieën commercialiseren door op maat gemaakte reactoren op laboratoriumschaal aan te bieden om tegemoet te komen aan de specifieke behoeften van academische en industriële partijen in R&D. Wij bieden een hoge mate van aanpasbaarheid in onze (reactor)producten die zijn afgestemd op de eisen van potentiële klanten en adviseren hen als zodanig bij het ontwerp op basis van onze expertise en voeren het fabricageproces uit. (iii) In synergie zullen onze geavanceerde productietechnieken ook beschikbaar worden gesteld als op zichzelf staande diensten, d.w.z. de derde pijler van ENCORE. Deze omvatten in het bijzonder: een hoge resolutie metaal en polymeer 3D-printen, CNC-frezen, katalysatorafzettingstechnologie en een femtoseconde laserablatie. ENCORE is ingebed in een groter, overkoepelend initiatief van het "Electrification Institute". Dit centrum, gevestigd in BlueApp, is voortgekomen uit een samenwerking tussen onderzoeksgroepen PLASMANT, ElectrifHy en ELCAT. Het ENCORE-platform zal een belangrijke pijler vormen in dit initiatief en specifiek gericht zijn op het verhogen van de 4e geldstroominkomsten van dit instituut, dat zich toelegt op het verleggen van de grenzen van reactortechnologie en tegelijkertijd waarde creëert voor onze klanten en bijdraagt aan de ontwikkeling van intellectuele activa. In dit plan zien we de reactoren en de bijbehorende IP – zoals octrooien, bedrijfsgeheimen en modelrechten – als de waardecreërende assets.Onderzoeker(s)
- Promotor: Breugelmans Tom
- Co-promotor: Schalck Jonathan
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Elektrosynthese voor de duurzame productie van ethyleenoxide.
Abstract
BASF is wereldwijd de grootste multinational in de chemische sector en in België gevestigd in de Antwerpse haven. De vestiging omvat onder andere de grootste ethyleenoxide (EO) productieafdeling in Europa. Het huidige EO-productieproces verloopt via katalytische oxidatie. Hierbij verbrandt echter een substantieel deel van de voeding tot CO2. Gedreven door de ontwikkelingen op klimatologisch vlak en de te verwachten heffingen op broeikasgassen staan milieubelastende processen onder druk en wordt de omschakeling naar groenere processen gestimuleerd. Zo werd onder andere een actieplan van de EU in het leven geroepen om de opwarming van de aarde af te remmen en onder de 2°C grenswaarde te houden. Het plan stelt dat 40% afslanking van de broeikasgasuitstoot, 27% verhoging van de energie-efficiëntie en 27% verhoging van de groene stroom gerealiseerd moeten worden voor 2030. BASF volgt deze filosofie en werkt toe naar een CO2 vrije groei tegen 2030. Het bedrijf wil zich dan ook inzetten voor de ontwikkeling van een groen EO productieproces en is daarom samen met de ART onderzoeksgroep het engagement aangegaan voor de uitwerking van een Baekeland project. Een elektrosynthese methode biedt de mogelijk om een CO2 vrije productie van EO te realiseren. Elektrochemische processen verlopen doorgaans bij veel lagere temperaturen (< 100°C), waardoor verbrandingsreacties, en bijgevolg de CO2 uitstoot, volledig vermeden kan worden. De laatste decennia heeft de elektrochemische technologie grote stappen voorwaarts gemaakt onder impuls van nieuwe technieken en inzichten op vlak van materiaaltechnologie, oppervlakte-engineering, membraan-technologie en gasdiffusie-elektroden (GDE). Dergelijke innovaties zijn nog nooit eerder onderzocht binnen de context van elektrochemische EO-productie. Dit Baekeland project onderzoekt daarom of innovatieve katalysatoren in geoptimaliseerde reactiecondities en reactorgeometrie in combinatie met het gebruik van state-of-the-art gasdiffusie-elektroden en membranen het mogelijk maken om EO rendabel te produceren via elektrochemische oxidatie, met als doel om na te gaan of dit proces voldoende draagkrachtig is om op industriële schaal toe te passen als een valabel, groen alternatief voor de huidige thermokatalytische oxidatie van ethyleen.Onderzoeker(s)
- Promotor: Breugelmans Tom
- Co-promotor: Hereijgers Jonas
- Mandaathouder: Schalck Jonathan
Onderzoeksgroep(en)
Project website
Project type(s)
- Onderzoeksproject