Onderzoekers van de groep Chemische Reactortechnologie van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) ontvingen vorige week een belangrijke award van het Britse Instituut voor Chemisch Ingenieurs (IChemE). Ze kregen de hoofdprijs in de categorie ‘innovatie in toegepaste katalyse en colloïd wetenschappen’, voor een microreactor die bij kleinschalige brandstofcellen de waterstofstroom van koolmonoxide ontdoet.

Het is een goed jaar voor prof.dr.ir. Jaap Schouten van de TU/e faculteit Scheikundige Technologie. Volgende week dinsdag wordt hij door de Stichting voor de Technische Wetenschappen onderscheiden tot Simon Stevin Meester 2006. Dat is een belangrijke erkenning van zijn onderzoek aan microreactoren, die hem bovendien een half miljoen onderzoekssubsidie oplevert. En vorige week kon hij in Londen al een innovatieprijs in ontvangst nemen van het gezaghebbende Britse Instituut voor Chemisch Ingenieurs (IChemE). Daar is weliswaar geen geldprijs aan verbonden, maar de eer is er niet minder om.

De Britse prijs is toegekend voor het Eindhovense onderzoek aan een microreactor voor de reiniging van waterstof, dat als brandstof dient voor brandstofcellen in kleinschalige elektriciteitsopwekking. Samen met het Institut für Mikrotechnik Mainz (IMM) en het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) maakten de TU/e-onderzoekers een complexe chemische microreactor die kleine hoeveelheden koolstofmonoxide (CO) uit de waterstofgasstroom verwijdert. Dit is van belang omdat koolstofmonoxide in concentraties boven de 10 ppm ( parts per million) de katalysator in een brandstofcel vergiftigt. De microreactor zorgt voor de oxidatie van het koolmonoxide tot onschadelijk koolstofdioxide (CO₂), waardoor de prestatie van de brandstofcel aanzienlijk verbetert.

Microcentrale

De reinigingsreactor neeemt de derde processtap voor zijn rekening in een systeem dat vloeibare methanol omzet in waterstof. De groep van Schouten deed eerder ook al onderzoek aan een microverdamper (eerste stap) en een even kleine reformer (tweede stap) die de eigenlijke omzetting van methanol en water tot waterstof voor zijn rekening neemt.

Het complete geïntegreerde microreactorsysteem zou gebruikt kunnen worden om kleine brandstofcellen van waterstof te voorzien. Daarmee ontstaat een ‘microcentrale’ met een vermogen tot enkele honderden Watt. Zulke systemen zijn relevant voor zeer kleinschalige elektriciteitsproductie in afgelegen locaties; denk bijvoorbeeld aan weerstations, wetenschappelijke meetapparatuur, of verlichting. Ook valt te denken aan mobiele apparaten zoals grasmaaiers en bladblazers. De onderzoekers hebben ook batterijvervanging in draagbare elektronische apparatuur (bijv. laptops of zelfs mobiele telefoons) in het vizier gehad, maar daarvoor is nog een miniaturiseringsslag nodig. Een aantal bedrijven heeft die stap inmiddels al wel gezet en met name Japanse elektronicabedrijven hebben de productie van brandstofcellaptops al aangekondigd.

In de competitie voor de Chemistry Innovation KTN Award for Innovation in Applied Catalysis and Colloid Science eindigde het Eindhovense onderzoek vóór nominaties van gerenommeerde chemische bedrijven als AstraZeneca, Merck en Pfizer. Ook het Imperial College London en de universiteiten van ondere andere Birmingham en Toronto werden op afstand gezet. De onderscheiding wordt gesponsord door het ‘Chemistry Innovation Knowledge Transfer Network’ dat zich inzet voor product- en procesinnovatie in de chemische industrie.