nieuws

Elektrochemische oxidatie: steeds meer inzicht

14 sep 2015

Welke voordelen biedt de overstap van thermische naar elektrochemische omzetting voor de chemische industrie? Dat onderzoeken de elektrochemie-, materiaal- en engineeringspecialisten van TNO. De eerste showcase betreft de omzetting van HMF uit biomassa naar FDCA, een potentieel belangrijke grondstof voor de chemische industrie. Maar de opgebouwde kennis is straks ook toepasbaar voor de ontwikkeling van andere elektrochemische (oxidatie)reacties.

Het project bevindt zich nu nog in de laboratoriumfase

Fossiele brandstoffen raken uitgeput en elektrische energie wordt in de toekomst naar verwachting goedkoper en duurzamer. In het kader van het gezamenlijke programma met ECN rondom elektrificering van de chemische industrie, onderzoekt TNO mogelijkheden om elektrische energie toe te passen door chemische omzettingen op elektrochemische wijze te laten plaatsvinden in plaats van thermisch. Voor oxidatiereacties, waar het veelal gaat om kleinschalige chemie, leidt elektrochemische omzetting bovendien vaak tot grotere selectiviteit en een betere omzetting dan met een traditioneel proces.

Stap naar de praktijk

"Wat je vaak ziet is dat elektrochemisch onderzoek academisch van aard is", legt projectmanager Raymond Creusen van TNO uit. "Om het mechanisme te bestuderen worden op heel kleine schaal lage concentraties omgezet. In dit project zetten we de stap naar de praktijk. Dat betekent dat we opschalen naar een proces met een inhoud van enkele liters waar we veel hogere concentraties gaan toepassen. Waar het in academische studies vaak lage concentraties betreft (een gram per liter), richten we ons in deze eerste showcase op 100 gram grondstof per liter die we in de reactor omzetten. Dat vraagt nogal wat van de engineering van het proces, zowel voor wat betreft de omzetting als de opwerking. Uit economisch oogpunt wil je tenslotte een zo hoog mogelijke productconcentratie en zuiverheid overhouden."

Generieke procesparameters

Furaandicarbonzuur (FDCA) kan onder andere gebruikt worden voor de productie van duurzame plastic flessen, een uitvinding van het Nederlandse Avantium. De omzetting van hydroxymethylfurfural (HMF) naar FDCA moet vooral worden beschouwd als voorbeeld dat de aantrekkelijkheid van elektrochemische oxidatie nog eens benadrukt. Creusen: "Naast het vaststellen van specifieke aspecten voor de gekozen reactie gaan we cruciale generieke procesparameters definiëren voor elektrochemische oxidatie. Daardoor kunnen we de opgebouwde kennis toepassen om relatief snel ook het nut van andere elektrochemische oxidaties te beoordelen. Bovendien investeren we in apparatuur waarmee we zowel elektrochemische oxidaties als andere elektrochemische omzettingen in korte tijd op laboratoriumschaal en in kleine pilotschaal kunnen uitvoeren, inclusief de daaropvolgende zuiveringsstappen."

Meer informatie?

Eind 2016 moet het proces op de plank staan. "De industrie is erbij gebaat dat we kunnen laten zien hoe je een totaalproces neerzet waarmee je een product maakt. Dat is wat dit werk zo leuk maakt: dat je niet alleen de deelstappen maar een integraal proces neerzet. Dat je begint met een grondstof en daar een product uit maakt dat waarde heeft. Bedrijven die willen laten onderzoeken of elektrochemische omzetting ook voor hen interessant is vertel ik er heel graag meer over."

Ons werk

Elektrificering van de chemische industrie

De toenemende productie van zonne- en windenergie zorgt ervoor dat er in Noordwest-Europa een almaar toenemend aanbod van duurzame elektriciteit komt. Dit is een grote kans voor de chemische industrie,... Lees verder
Roadmap

Sustainable Chemical Industry: innovaties voor de chemische industrie

TNO helpt de chemische industrie te innoveren door bedrijven in staat te stellen kosten te reduceren en nieuwe producten sneller op de markt te brengen. Bedrijven op die op zoek zijn naar nieuwe producten... Lees verder
Nieuws
Contact

Ir. Martijn de Graaff

  • chemie
  • formulering
  • scheiding
  • proces
  • modulair
E-mail

Mediavragen?

Wij gebruiken anonieme cookies om het gebruik van onze site te verbeteren.