3DFD-technologie creëert optimale structuren voor katalyse

Katalyse is een veelgebruikte methode om chemische reacties te laten verlopen. De bestaande katalysatorbedden zijn echter vaak geen efficiënte reactieomgevingen, gelet op warmtetransfer of drukverschillen. Via haar innovatieve 3DFD-technologie vervaardigt VITO in 3D gestructureerde katalysatorbedden uit metaal of keramiek, die een omgeving op maat vormen voor elk katalytisch proces.

Katalyse is een speerpunt van duurzame chemie. Op basis ervan kunnen we bepaalde chemische reacties versnellen die in normale omstandigheden heel erg traag verlopen, veel energie vergen of zelfs niet plaatsvinden. De katalysator zorgt voor de versnelde interactie tussen moleculen en wordt nadien opnieuw gerecupereerd. Momenteel wordt de katalysator samengepakt of aangebracht op een dragermateriaal  (een ‘bed’). Omdat de vorm en samenstelling van deze katalysatordrager doorslaggevend zijn voor het massa- en warmtetransport, de druk- en contacttijd in katalytische reacties, zoekt VITO een manier om een drager in de optimale vorm te creëren en tegelijk de problemen met warmteverliezen en drukverschillen op te lossen.

Op basis van een procedé om botimplantaten te fabriceren, ontwikkelde VITO de 3DFD-technologie, kort voor driedimensionale filamentdepositie-technologie. 3DFD laat toe om voor elk katalytisch proces in 3D een optimale reactieomgeving te printen, uit dunne filamenten bestaande uit metaal of keramiek. Door slim de architectuur te ontwerpen van het poreuze dragermateriaal kunnen de drukval, massa- en warmtetransporteigenschappen geoptimaliseerd worden voor iedere reactie. Ook voor het aanbrengen van het actief materiaal op de drager beschikt VITO over de nodige kennis en apparatuur.

Wat doet VITO?

De 3DFD-technologie combineert VITO’s expertise op het vlak van duurzame chemie en materialengebruik. Het verhogen van de procesefficiëntie wordt aangepakt door in te spelen op de aard en architectuur van de katalysatordrager. Momenteel lopen aan VITO twee doctoraatsstudies. Die focussen respectievelijk op de katalyse van methanol naar olefine, en de katalyse van CO2 naar nuttige chemicaliën en nieuwe brandstoffen. Voor de demonstratie van deze techniek werkt VITO samen met verschillende industriële partners.

Katalyse is een speerpunt van duurzame chemie. Op basis ervan kunnen we bepaalde chemische reacties versnellen die in normale omstandigheden heel erg traag verlopen, veel energie vergen of zelfs niet plaatsvinden.