Earl Goetheer

Onderzoeksgebied

Elektrochemie wordt een belangrijk hulpmiddel, zowel voor de conversie van bio-based grondstoffen naar waardevolle chemicaliën, als voor de productie van basischemicaliën, om te beginnen CO2 en CO. Door de toenemende productie van hernieuwbare energie zal de chemische industrie naar verwachting kunnen gaan beschikken over commerciële en milieuvriendelijke opties. Zeker als de elektrochemische processen zo kunnen worden aangepast dat deze flexibel/dynamisch kunnen worden gebruikt. De belangrijkste onderzoeksrichting in mijn groep heeft betrekking op het engineeren en opschalen van processen en systemen. Bij TNO en de TU Delft is een uitgebreide elektrochemische infrastructuur opgezet, inclusief een flowreactorsysteem. We doen onderzoek naar innovatieve reactorsystemen (o.a. voor gekoppelde elektrosynthese), geïntegreerde productscheiding en grondstofintegratie (bijv. integratie van CO2-afvang met elektrochemische conversie).

Recente resultaten

Er zijn twee onderzoekslijnen. Hieronder worden per onderzoekslijn een aantal recente resultaten genoemd: Specialistische chemicaliën Demonstratie van de productie van waardevolle chemicaliën uit bio-based materialen in elektrochemische flowreactoren, bijvoorbeeld de conversie van hydroxymethylfurfural (HMF) naar furaandicarbonzuur (FDCA), furfural naar maleïnezuur, levulinezuur naar valeriaanzuur. Basischemicaliën Er is een nieuw systeem ontwikkeld dat is gebaseerd op de afvang van CO2 in een reactieve absorptievloeistof, waarna het geabsorbeerde CO2 wordt gereduceerd tot methaanzuur met een faradische efficiëntie van ruim 60%, waarbij er nog aanzienlijke ruimte is voor verdere optimalisatie. Dit is een belangrijke stap richting de commercieel interessante productie van industrieel relevante chemicaliën uit CO2. Demonstratie van gekoppelde elektrosynthese van CO2 naar CO en chloor naar chloride in een flowreactor.

Begeleiding van promovendi

• Hengameh Farahmandazad (integratie van CO2-afvang met conversie)
• Maartje Feenstra (CO2 naar brandstoffen)

Belangrijkste publicaties

• Pérez-Gallent, Elena; Turk, Susan; Latsuzbaia, Roman; Bhardwaj, Rajat; Anastasopol, Anca; Sastre, Francesc; Garcia, Amanda Cristina; Giling, Erwin; Goetheer, Earl LV; ,Electroreduction of CO2 to CO paired with 1, 2-propanediol oxidation to lactic acid. Towards a economically feasible system.", Industrial & Engineering Chemistry Research,58,16,6195-6202,2019
• Latsuzbaia, R; Bisselink, R; Anastasopol, A; van der Meer, H; van Heck, R; Yagüe, M Segurola; Zijlstra, M; Roelands, M; Crockatt, M; Goetheer, E; ,"Continuous electrochemical oxidation of biomass derived 5-(hydroxymethyl) furfural into 2, 5-furandicarboxylic acid", Journal of Applied Electrochemistry,48,6,611-626,2018
• Bisselink, R, Crockatt M., Zijlstra, M., Bakker. J., Goetheer, E., Slaghek, T.M., Van Es, D.S., “Identification of more benign cathode materials for the electrochemical reduction of levulinic acid to valeric acid”, ChemElectroChem, 2019, 3285-3290
• Amanda C Garcia, Carlos Sánchez-Martínez, Ivan Bakker, Earl Goetheer, “Sustainable electrochemical production of tartaric acid”, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 28, 10454-10460, 2020
• Elena Pérez-Gallent, Carlos Sánchez-Martínez, Leon FG Geers, Susan Turk, Roman Latsuzbaia, Earl LV Goetheer Overcoming Mass Transport Limitations in Electrochemical Reactors with a Pulsating Flow Electrolyzer; Industrial & Engineering Chemistry Research, 59, 13, 5648-5656, 2020"