Je leest:

CO2 kan organisch oplosmiddel vervangen

CO2 kan organisch oplosmiddel vervangen

Voor het fabriceren van een groot aantal chemische producten zijn milieuvervuilende en brandgevaarlijke organische oplosmiddelen nodig. Ir. Ard Koeken van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) heeft daarom onderzocht of CO2 de potentie heeft om deze stoffen in chemische processen te vervangen. Zijn conclusie is positief, al vergt overschakelen op het zogenaamde superkritische CO2 wel forse investeringen. Koeken promoveert donderdag 17 januari.

De chemische industrie maakt graag en veel gebruik van organische oplosmiddelen. Ze dienen als medium voor reacties en helpen bij het scheiden van de gewenste producten van de hulp- en afvalstoffen. Maar de middelen kunnen giftig zijn en bij lage concentraties in de lucht al tot serieuze gezondheidsklachten leiden. Daarnaast zijn ze vaak brand- en explosiegevaarlijk. Mede aangespoord door strengere milieuwetten zijn chemici daarom op zoek naar mileuvriendelijke alternatieven. Een van de veelbelovende opties is koolstofdioxide, bekend als CO2. Het is vaak in het nieuws als ‘broeikasgas’, maar het is niet giftig of milieuvervuilend.

Opslagtanks voor oplosmiddelen. Beeld: www.researchsolvents.com

Eerste stap

De 29-jarige ingenieur Ard Koeken uit Eindhoven onderzocht de afgelopen vier jaar de werking van CO2 als alternatief oplosmiddel in chemische processen. Hij heeft daarbij gekeken naar chemische omzettingen waarbij zogenaamde homogene (oplosbare) katalysatoren de reactie versnellen.

Koeken gebruikte een specifieke reactie, de zogeheten hydroformylering, als ‘proefkonijn’ om te testen hoe CO2 zich als oplossingsmiddel gedraagt ten opzichte van de traditionele organische oplosmiddelen. Hydroformylering is een reactie tussen specifieke (onverzadigde) koolwaterstoffen, koolstofmonoxide en waterstof. Het resultaat is de vorming van aldehydes; een eerste stap op de chemische route naar schoonmaakmiddelen, geurstoffen of additieven voor kunststoffen (weekmakers).

Koekens onderzoeksreactor voor de hydroformyleringsreactie bij drukken tot 600 bar en temperaturen tot 150 graden Celsius. Beeld: TU/e

Koeken bevestigt de voordelen van het gebruik van CO2 ten opzichte van organische oplosmiddelen zoals tolueen. Allereerst is er de lagere belasting van mens en milieu en de reductie van het brand- en explosiegevaar. Maar hij toont ook aan dat CO2 een belangrijk voordeel heeft in de chemische procesvoering, omdat het niet achterblijft in het reactieproduct.

Dit is een groot pluspunt, zeker als het gesynthetiseerde product als grondstof dient voor toepassingen in de biomedische en voedingsmiddelentechnologie. Daar moet de aanwezigheid van schadelijke stoffen immers te allen tijde vermeden worden.

Het voornaamste nadeel van het toepassen van CO2 als oplosmiddel is dat het in zogenaamde ‘superkritische’ toestand gebracht moet worden. Dat vergt hoge drukken tot wel 600 bar. Hoewel vele bestaande chemische processen al onder hoge druk verlopen, brengt het toepassen van zulke procescondities toch vaak hogere investeringskosten met zich mee.

Dit artikel is een publicatie van Technische Universiteit Eindhoven (TU/e).
© Technische Universiteit Eindhoven (TU/e), alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 17 januari 2008

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.