Mass transfer in supercritical CO₂ and its applications

Superkritisch CO2 heeft veel potentie als groen oplosmiddel

De chemische industrie moet duurzamer worden en minder schadelijk voor mens en milieu. Traditionele productieprocessen maken vaak gebruik van vluchtige organische stoffen (VOC's), die schadelijk zijn. Een groen alternatief is het gebruik van superkritische vloeistoffen (SCF), zoals superkritisch koolstofdioxide (scCO2). ScCO2 is milieuvriendelijk, niet giftig, goedkoop en kan bij relatief lage temperatuur en druk worden gebruikt. ScCO2 wordt al toegepast in processen zoals het decafeïneren van koffie.

In haar promotieonderzoek bestudeerde Frederique Versteeg de fundamentele werking van stoffen in scCO2-systemen, o.a. door experimenteel werk, waarbij de focus lag op stofoverdracht. Deze term beschrijft het proces waarbij stoffen van de ene locatie of fase naar de andere bewegen door diffusie en convectie transport. 

Versteeg onderzocht hoe stearinezuur (een vaste stof) oplost in scCO2 en beschrijft dit proces door middel van bestaande stofoverdracht correlaties (Sherwood, Reynolds, Schmidt). Kennis over stofoverdracht speelt een belangrijke rol in het ontwerpen van industriële processen. 

Daarnaast bespreekt Versteeg in haar proefschrift praktische toepassingen, zoals het verwijderen van schadelijke stoffen uit PVC, het schoonmaken van polymeren en het verbeteren van recycleden plastic. ScCO2 blijkt in deze processen zeer effectief, waarbij tot 98% van de onzuiverheden kan worden verwijderd. Dit laat zien dat scCO2 een milieuvriendelijk en veilig alternatief biedt voor schadelijke traditionele oplosmiddelen. Kortom, dit onderzoek toont aan dat scCO2 veel potentie heeft als groen oplosmiddel voor duurzame technologie.

Frederique Versteeg voerde haar onderzoek uit bij het Engineering and Technology institute Groningen (ENTEG), afdeling Producttechnologie, met financiering van het Samenwerkingsverband Noord Nederland (SNN). Ze vervolgt haar loopbaan als postdoc bij ETH Zürich. 

Proefschrift: https://hdl.handle.net/11370/d9919265-19cc-4d33-a912-17b13c9395a2