Laser diagnostics of combustion-generated nanoparticles

Onderzoek naar schonere verbranding

Door verbranding gegenereerde fijnstof (zoals roet) is zeer slecht voor het milieu en onze gezondheid. Maar het kan ook de prestaties van verbrandingsapparatuur verminderen. Moleculen condenseren in kleine clusters die op hun beurt botsen en samensmelten met andere moleculen en clusters. In latere stadia vormen kleine ronde clusters, meestal aangeduid als primaire deeltjes of monomeren, de basis van wat fractale aggregaten worden genoemd. Dit zijn een soort dendritische structuren met een hoge oppervlakte-volumeverhouding. De grootte en structuur van de aggregaten zijn bepalende factoren voor hun impact.

Peter Langenkamp onderzocht de groei van nanodeeltjes die ontstaan tijdens verbranding in voorgemengde vlammen met behulp van lasertechnieken. Hij keek daarbij vooral naar silica als product van de siloxanen (chemische verbindingen met een keten van afwisselend silicium- en zuurstofatomen) die vaak in kleine hoeveelheden in biogas zitten, en naar roet dat gevormd wordt bij de onvolledige verbranding van koolwaterstoffen. Hoewel er al uitgebreid onderzoek is gedaan naar de groei van fractale aggregaten zijn verdere experimenten nodig om meer inzicht te krijgen in de onderliggende processen en de invloed van parameters als temperatuur, volumefractie van de deeltjes, en de brandstof-equivalentieverhouding.

Ook richtte Langenkamp zich op de invloed van het toevoegen van waterstof aan de brandstof. Waterstof kan niet alleen dienen om de ongunstige verbrandingseigenschappen van biogas te verbeteren, maar omdat het geen roet en koolstofdioxide produceert kan het mogelijk helpen om de uitstoot van schadelijke stoffen te verminderen.

Peter Langenkamp verrichtte zijn promotieonderzoek bij de afdelikng Verbrandingstechnologie van ESRIG - Energy and Sustainability Research Institute Groningen. Hij werkt nu als Junior Scientist Innovator bij TNO.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/36b5a86f-54a3-4425-a7b7-8931de779090