ENGINEERINGNET.BE - Zonlicht gebruiken voor een duurzame en goedkope productie van bijvoorbeeld medicijnen. De ‘mini-fabriek’ in de vorm van een blad die chemici van de TU Eindhoven in 2016 presenteerden liet zien dat het kan.
Hun doorbraak schuilde deels in het gebruik van zogeheten luminescent solar concentrators die een specifiek deel van het zonlicht in hun binnenste opsluiten, zoals planten dit doen met speciale antennemoleculen in hun bladeren.
De tweede vondst was om in deze materialen zeer dunne kanaaltjes aan te brengen waar vloeistoffen doorheen gepompt worden. Dat stelt de vloeistoffen aan voldoende zonlicht bloot om chemische reacties te laten plaatsvinden. Aan de uiteindes van de kanaaltjes stromen vervolgens de eindproducten naar buiten.
Een van de grootste praktische problemen om dit op grote schaal toe te passen is dat de zon niet altijd even sterk schijnt. Bij teveel licht krijg je ongewenste bijproducten en bij te weinig licht vinden de reacties niet of te langzaam plaats.
Het nieuwe feedbacksysteem laat de zonnereactor reageren op de hoeveelheid zonlicht. Het bestaat uit drie relatief eenvoudige elementen. Een lichtsensor meet de hoeveelheid licht dat de kanaaltjes bereikt. Een microcontroller vertaalt dit signaal naar een pompsnelheid. De pomp perst de vloeistoffen met die snelheid door de kanaaltjes. Dit kost bij elkaar nog geen 50 euro.
Door met experimenten te bepalen welke pompsnelheid benodigd is bij welke lichtintensiteit werd de feedbackloop geoptimaliseerd. Het systeem is onder meer getest bovenop het dak van een van de gebouwen op de TU/e-campus. Ingesteld op een rendement van 90% hield het systeem de productie een uur lang vrij stabiel tussen 86% en 93%. Het gemiddelde rendement was toegenomen met ongeveer 20%.
Hiermee komt de bouw van een goedkope en duurzame reactor dichterbij die op grote schaal chemische producten als medicijnen kan maken, waar je ook maar wilt, met alleen zonlicht als energiebron.
