Universiteit Twente

Microreactor laat gassen beheerst reageren

Een nieuw katalysator-materiaal uittesten, zonder dat ingewikkelde koeling nodig is of explosiegevaar bestaat. Minieme hoeveelheden van een bepaald gas produceren. Het kan in de microreactor die promovendus Roald Tiggelaar heeft ontwikkeld aan het instituut MESA+ van de Universiteit Twente. Uiteindelijk zal het ook mogelijk zijn bijvoorbeeld synthesegas te maken in zo'n microreactor, of kleine hoeveelheden waterstofgas voor miniatuur brandstofcellen. Beheersbaarheid is het grote voordeel van de kleine afmetingen van de reactor: gas is zeer snel op te warmen en af te koelen en alle condities zijn goed in de hand te houden. In een gebruikelijke chemische proefopstelling is het nodig te koelen, dat kan teveel tijd kosten. Ook is dan niet goed zichtbaar te maken welke tussenproducten tijdens een reactie ontstaan. Een microreactor is uiterst geschikt om nieuwe stoffen zoals katalysatoren op een zeer gecontroleerde manier uit te testen en de reactiekinetiek vast te stellen: met welke tussenstappen moet je rekening houden?
Waterstof
Tiggelaar heeft zich met name gericht op de partiële oxidatie van methaan tot het zogenaamde `synthese gas': in de chemie één van de belangrijkste bronnen van waterstof voor verschillende reacties. Daarbij was de belangrijkste stap, aan te tonen dat deze reactie in een geminiaturiseerde omgeving kan plaatsvinden: gedraagt de reactor zich ook nog goed bij hoge temperaturen?
De eigenlijke reactor is een kanaaltje dat in silicium is geëtst: een halve millimeter diep en een halve millimeter breed. Erboven brengt Tiggelaar een membraan aan met minuscule verwarmingselementen. Rondom de eigenlijke reactor zijn elektrische aansluitingen aangebracht voor de verwarmingselementen, en om verschillende metingen te kunnen doen. Aan- en afvoer van de gassen kan eventueel ook via microkanalen.

De microreactor is vooral geschikt om nieuwe reacties te onderzoeken, aldus Tiggelaar, tot een temperatuur van ongeveer 600 graden -boven die waarde gaan onbedoelde effecten een rol spelen. Het zal mogelijk zijn om meerdere reactoren te combineren, om veel verschillende tests tegelijk te kunnen uitvoeren of om een kleine productie-eenheid te bouwen. Het ontwerp leent zich ook voor verdergaande miniaturisering, aldus Tiggelaar.
Noot voor de pers
Roald Tiggelaar (Groningen, 1976) studeerde Elektrotechniek aan de Universiteit Twente. Hij heeft zijn onderzoek gedaan in de groep Transducers Science and Technology van het MESA+ instituut voor nanotechnologie, promotor prof.dr. Miko Elwenspoek, en promoveerde op 2 december jl.
Het proefschrift `Silicon-technology based microreactors for high-temperature heterogeneous partial oxidation reactions' is op aanvraag verkrijgbaar
Contactpersoon voor de pers: ir. Wiebe van der Veen, tel (053) 4894244, email w.r.vanderveen@utwente.nl

Laatst gewijzigd op 06-12-2004 © Universiteit Twente Printversie (opent in een nieuw venster)