Flow control in katalyseonderzoek

Het gebruik van katalysatoren heeft al in diverse producten voor verbetering gezorgd, zoals beter biologisch afbreekbaar plastic, nieuwe medicijnen, verbeterde prestaties van brandstofcellen … en nog veel meer. Laten we hopen dat ze ook kunnen bijdragen aan onze transitie naar schone energie … met een beetje hulp van Bronkhorst.

Hoe kunnen katalysatoren helpen bij de energietransitie?

Waterstofdragers hebben veel potentie om energie veilig en efficiënt over lange afstanden te transporteren. Maar het proces van het maken en gebruiken van waterstofdragers moet worden verbeterd. Hier komt katalysatoronderzoek van pas. Bronkhorst flowinstrumenten spelen een belangrijke rol bij dit onderzoek door adaptieve flow regeling en nauwkeurige metingen te bieden. Ze helpen bij het regelen van de juiste stroom van vloeistoffen, samenstellingen en procesparameters. In deze blogpost leggen we uit waarom dit onderzoek zo belangrijk is en hoe Bronkhorst hieraan bijdraagt.

De groeiende behoefte aan waterstof

Waterstof is een veelbelovende, duurzame energiedrager, vooral voor opslag en transport op lange termijn. Steeds meer industrieën, zoals de chemische sector, schakelen over naar het gebruik van waterstof als grondstof. Bovendien is waterstof essentieel voor toepassingen waarbij extreme hitte en kracht nodig zijn, iets wat niet alleen met elektriciteit bereikt kan worden.

Voor kortere tot middellange afstanden is landtransport via pijpleidingen of vrachtwagens met waterstof – die onder druk wordt gehouden – de beste keuze. Helaas is de waterstofpijpleidinginfrastructuur nog in de beginfase van ontwikkeling. Het is beperkt in capaciteit en reikwijdte en vooral te vinden in regionale gebieden.

Voor langere afstanden is cryogeen transport beter geschikt, maar dit heeft ook uitdagingen. Het proces om waterstof in een cryogene toestand te brengen, vereist veel energie. Bovendien ontstaan bij langere afstanden grote verdampingsverliezen.

De belofte van waterstofdragers

Vloeibare waterstofdragers bieden een veelbelovende oplossing voor de uitdagingen bij het omgaan met gasvormig waterstof. Deze dragers maken vrijwel verliesvrij transport mogelijk onder normale druk- en temperatuuromstandigheden.

Enkele veelbelovende voorbeelden van vloeibare waterstofdragers zijn ammoniak (NH3), methanol, mierenzuur, organische hydriden en vloeibare organische waterstofdragers (LOHC). Het is belangrijk om het conversieproces duurzamer en gemakkelijker te maken.

Helaas heeft het huidige proces van waterstof naar waterstofdrager en vice versa moeilijkheden. Deze processen hebben vaak een grote negatieve impact op het milieu en zijn energie-intensief en inefficiënt. Bovendien vereisen verschillende soorten waterstofdragers verschillende veiligheidsmaatregelen.

Wereldwijd wordt gezocht naar waterstofdragers die deze problemen niet hebben.

Katalysatoronderzoek voor waterstofdragers

Katalysatoren spelen een cruciale rol bij het versnellen van chemische reacties en het verlagen van de benodigde temperatuur en druk door de activeringsenergie te verminderen. Ze kunnen een grote invloed hebben op de optimalisatie van waterstofdragers.

Voor de voorwaartse en omgekeerde reacties zijn verschillende katalysatoren nodig. Effectieve experimenten en voorbereiding zijn nodig om de effectiviteit van nieuwe katalysatoren te beoordelen, waarbij rekening wordt gehouden met factoren zoals druk, temperatuur, gas hoeveelheden en vloeibare of gasvormige mengsels.

Nauwkeurige fluïdumvoedingsregeling en metingen zijn cruciaal om de juiste parameters te krijgen voor verschillende samenstellingen. Het vergelijken van testresultaten en opstellingen is essentieel, en daarbij kunnen factoren zoals druk- en temperatuurvariaties en de opstelling van het proces, de reactor en leidingen, invloed hebben op de resultaten.

De bijdrage van massaflowregeling

De zeer nauwkeurige en herhaalbare gas- en vloeistof massaflowinstrumenten van Bronkhorst zijn geschikt voor een heel laag flowbereik. De EL-FLOW en mini CORI-FLOW instrumenten kunnen compenseren voor veranderingen in flow condities via een geïntegreerde gesloten regelkringterugkoppeling. Traditionele kleppen en pompen kunnen ongemerkt afdrijven, maar de flowinstrumenten van Bronkhorst bieden stabiliteit onder wisselende voedingsomstandigheden.

De nieuwste FLEXI-FLOW flowinstrumenten met meerdere parameters bieden zeer snelle meting en regeling van massaflow, evenals ingangs- en uitgangsdruk. Daarnaast maken temperatuurmetingen volledige procesregeling mogelijk. Moderne diagnostiek kan systeemfouten detecteren, zoals verstopping, drukverlies of ‘back flow’.

Katalysatoronderzoek voor waterstofdragers

Wil je meer te weten komen over hoe Bronkhorst klanten heeft kunnen helpen in hun proces? Lees dan onze klantverhalen:

Wil je weten of Bronkhorst ook jouw onderzoek kan ondersteunen met betrouwbare flowinstrumenten? Neem dan vrijblijvend contact met ons op.