Circulaire brandstof: onderzoekers en technici werken hand in hand aan de oplossingen van morgen

Achter de geavanceerde experimenten in de meetkamers en laboratoria staan ​​niet alleen wetenschappers, maar ook technici van de dienst fijnmechanica (FMD). Deze technici ontwerpen en maken onderdelen voor faculteitsbrede onderzoeksfaciliteiten. Dat geldt ook voor het onderzoek van Felix Smits om circulaire en duurzame brandstof werkelijkheid te maken. Hiervoor heb je een speciale reactorkamer nodig.

“In Leiden denken de technici echt mee met de onderzoekers, dat is heel bijzonder.”

Begin met een ontwerp.

‘Als een onderzoeker een nieuw experiment bedenkt, komt hij snel naar ons toe. Dan kunnen we meedenken over het beste ontwerp en de technische eisen”, zegt FMD-technicus Emiel Wiegers. Wiegers is verantwoordelijk voor het ontwerp van het reactorhalproject. ‘In overleg met Felix heb ik het ontwerp tot in detail uitgewerkt en technische tekeningen gemaakt. dat moet natuurlijk ook kunnen en daar komt Raphaël in beeld.’

De kwestie van creatie: “Dit is echt spannend werk”

Raphaël Zwier werkt vaak aan complexe stukken. De productie van de reactiekamer was zeker complex. ‘De grote uitdaging was om de ruimte transparant te maken. De definitieve versie zal van aluminium zijn, maar nu moeten de onderzoekers de gasstromen erin kunnen zien om te zien of hun model correct is. Daarom moest de kamer gemaakt worden van transparant plastic, methacrylaat, en dat heeft zo zijn complicaties.’

Het begint omdat er geen methacrylaatblok is dat groot genoeg is om het stuk uit één stuk te maken. “Ik moest dus twee halve bollen maken”, legt Zwier uit. ‘Tijdens de verwerking kunnen spanningen ontstaan ​​die het materiaal na het lijmen kunnen vertroebelen. Dit lossen wij op met warmtebehandelingen in de oven. En als je de helften aan elkaar kunt gaan lijmen, zorg er dan voor dat er geen luchtbellen in de lijmnaad komen.’ Hij moest zelfs speciaal gereedschap maken om de klus te klaren. ‘Er was geen commerciële beitelhouder om de wijzerplaat uit te hollen, dus dat heb ik ook gedaan. Het methacrylaat heb ik bewerkt met een scherpe diamantbeitel, waardoor de bol transparant werd.

“Zo komen we een stap dichter bij het oplossen van het klimaatprobleem.”

Wiegers: ‘Dit was een heel spannende klus, maar Raphaël durft het wel. Ik zou er zelf niet aan beginnen. Toen hij het moeilijkste deel deed, zetten we de radio zachter en liepen we in een boog om hem heen. Maar zulke grote projecten zijn juist heel leuk vanwege de interactie tussen onderzoeker en makers.’

Het uiteindelijke doel: circulaire brandstofproductie

Laten we terugkeren naar de natuurkundige Smits, een expert op het gebied van microgolven en plasma’s. Zijn onderzoek wordt uitgevoerd in de onderzoeksgroep van Dirk Bouwmeester. Samen met het Nederlands Instituut voor Fundamenteel Energieonderzoek (DIFFER) in Eindhoven werkt het aan een nieuw type reactor om kooldioxide (CO2) om te zetten in koolmonoxide (CO): de TECH-reactor. Vervolgens kun je CO2 gebruiken om brandstof te produceren. Smits analyseert de gasstromen en DIFFER-onderzoekers bestuderen onder leiding van Waldo Bongers het benodigde plasma. Samen werken ze aan het microgolfontwerp van de reactor. Uiteindelijk worden de configuraties gecombineerd tot een werkend prototype.

Samen naar een duurzame toekomst

“We willen iets doen aan de opwarming van de aarde”, zegt Smits over zijn motivatie voor dit onderzoek. ‘We hopen uiteraard dat onze resultaten aan de verwachtingen voldoen en dat we dan een prototype kunnen bouwen. Zo komen we een stap dichterbij de oplossing van het klimaatprobleem.’ En voor die oplossing is een goede samenwerking cruciaal, zegt Wiegers: ‘In Leiden denken technici echt mee met onderzoekers, dat is heel bijzonder. Onderzoekers overleggen met technici, die vervolgens helpen bij het ontwerpen en creëren van een oplossing. Die samenwerking is ontzettend belangrijk en mooi.”