Onderzoeksgroep

Duurzame Energie- en Lucht- en Watertechnologie (DuEL)

Expertise

- Benchmarking en testen van fotokatalytische zuiveringstechnologie versus in de markt aanwezige of te introduceren technologische oplossingen voor verwijderen van polluenten uit de gasfase. - Concrete applicatiespecifieke case-studie en haalbaarheidsstudie voor luchtzuivering-technologieën, hun wetenschappelijk werkingsprincipe, technologische performantie, effectiviteit en efficiëntie.

Katalyse voor CCU: valorisatie van CO en CO2 via koolstofafvang en -gebruik. 01/01/2021 - 31/12/2025

Abstract

In deze wetenschappelijke onderzoeksgemeenschap wordt onderzocht hoe katalyse de opslag en het gebruik van koolstof verbindingen kan ondersteunen. De verschillende soorten katalyse worden bestudeerd: homogene, heterogene, plasma en fotokatalyse.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Covalent Organic Frameworks: elektroden voor fotoelectrokatalytische omzetting van kooldioxide en VOCs in milieuvriendelijke brandstoffen. 01/11/2020 - 31/10/2023

Abstract

Om de grote maatschappelijke problemen,luchtvervuiling en alternatieve energie, aan te pakken combineren wij in dit project een luchtzuivering die samen gaat met de opwekkingvan groene energie op zonne-energie. Meer concreet betreft dit de foto-elektro-chemische ontbinding van vluchtige organische componenten (VOC) en CO2 om waterstof en mierenzuur te produceren. In de huidige processen, die grotendeels zijn gebaseerd op titania elektroden of edele metalen elektroden is het rendement beperkt. Dit is o.a. te wijten aan de beperkte bandbreedte van de elektroden en de snelle recombinatie van de vrijgestelde electronen. Wij zullen dit probleem aanpakken door metaalvrije en hoogporeuze elektroden te ontwikkelen die thermodynamisch zeer stabiel zijn. Naast het bijkomende voordeel dat de bandbreedte gemakkelijk kan worden aangepast, zijn deze materialen ook goedkoop. Het grote probleem in het gebruik van deze materialen is hun beperkte elektrische geleidbaarheid. Daarom zullen we deze nieuwe materialen (COFs - Covalent Organic Frameworks) covalent binden op "Carbon Fibre Cloth (CFC)". Twee groepen werken samen aan dit project: de COMOC groep in Gent is gespecialiseerd in de ontwikkeling van dergelijke innovatieve materialen en de DuEL group in Antwerpen zijn experten in dergelijke foto-elektro-katalytische cellen. Wij streven ernaar deze technologie tot een punt te brengen waar een inpassing in een industriële setting mogelijk wordt.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

InSusChem - Consortium voor Geïntegreerde Duurzame Chemie Antwerpen. 15/10/2020 - 31/12/2026

Abstract

Dit IOF consortium verbindt chemisten, ingenieurs, economisten en milieu-wetenschappers in een geïntegreerd team om maximale impact te genereren in de duurzame sleuteltechnologieën, materialen en reactoren, die een cruciale rol spelen in een duurzame chemische industrie en in de economische transitie naar een circulaire, grondstofefficiënte en koolstofneutrale economie (deel van de 2030 en 2050 doelen waarin Europa een leidende rol wil spelen). Innovatieve materialen, hernieuwbare chemische grondstoffen, nieuwe/alternatieve reactoren, technologieën en productie methoden zijn essentiële en centrale elementen om dit doel te bereiken. Door hun onderlinge verstrengeling is een multidisciplinaire, gecoördineerde inspanning als team cruciaal om succesvol te kunnen zijn. Bovendien is vroegtijdige voorspelling en identificatie van sterktes, opportuniteiten, zwakten en bedreigingen in levenscyclusanalyse, techno-economische analyse en duurzaamheidsbeoordeling een objectieve en noodzakelijke sleutel om duurzaamheid in te bouwen tijdens de design fase en om effectieve kennis-gedreven beslissingen te nemen en focus te houden op de grootste bijdragen aan duurzaamheid. Het consortium focust op duurzame chemische productie door efficiënt en alternatief energiegebruik, gekoppeld aan circulariteit, nieuwe chemische reactiepaden, technologieën, reactoren en materialen, die toelaten om alternatieve grondstoffen en energie te gebruiken. De kern van technologische expertise wordt ondersteund door expertise in simulaties, techno-economische en milieu impact beoordelingen en onzekerheidsidentificatie om de technologische ontwikkeling te versnellen via kennis gedreven design en vroeg stadige identificatie van sleutel onderzoek nodig voor een versnelde groei en maximale impact op duurzaamheid. Om deze doelen te bereiken, zijn de consortiumleden gegroepeerd over 4 samenhangende valorisatie programma's gefocust op sleutelelementen die de performantie bepalen en de chemische industrie en technologie hun meerwaarde geven en verder doen groeien: 1) hernieuwbare grondstoffen, 2) duurzame materialen en materialen voor duurzame processen, 3) duurzame processen die efficiënt gebruik maken van alternatieve hernieuwbare energie en/of circulaire chemische bouwstenen gebruiken; 4) innovatieve reactoren voor duurzame processen. Daarenboven zijn transversale sleutelexpertises geïntegreerd, die essentiële ondersteuning bieden en data gebaseerde beslissingen mogelijk maken in de 4 valorisatie programma's door simulaties, techno-economische en milieu-impact beoordelingen en onzekerheidsanalyses.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Foto-elektrochemische behandeling van methaanafval met gelijktijdige energierecuperatie. 01/10/2020 - 30/09/2022

Abstract

Methaan is een belangrijk broeikasgas waarvan de concentratie sterk toeneemt. Als tweede belangrijkste veroorzaker van het broeikaseffect, moeten we naast het voorkomen van emissies ook zorgen voor het verwijderen van methaan emissies. In dit project wordt een fotoelektrochemische cel bestudeerd. In deze PEC wordt de methaanafbraak aan de foto anode gecombineerd met waterstof productie aan de anode. Met enkel zonlicht als duurzame energie bron worden er dus schadelijke gassen afgebroken en simultaan H2 geproduceerd. In samenwerking met Wuhan University of Technology worden foto anode materialen, nanostructuren en synthese strategieën onderzocht. De samenstelling van verschillende gas mengsels en de invloed van de reactiecondities op de cel performantie en de materialen worden bestudeerd. De foton gedreven omzetting in een PEC cel waarbij simultaan CH4 gemineraliseerd en H2 geproduceerd wordt is een beloftevolle duurzame technologie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Infectieziekten & omgevingsgezondheid 01/06/2020 - 31/12/2026

Abstract

De multidisciplinaire valorisatie domein manager coördineert de verschillende consortia die actief zijn in het domein van vaccinatie en infectieziekten en milieugezondheid. Deze ervaren valorisatiemanager is verantwoordelijk voor de overkoepelende strategie en de samenwerking tussen de verschillende PI's. Verder is dit profiel ook sterk geconnecteerd met het bedrijfsleven en de beleidsmakers.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

    Duurzame chemie & materialen. 04/05/2020 - 31/12/2026

    Abstract

    De multidisciplinaire valorisatie domein managers duurzame chemie & materialen is verantwoordelijk voor de coordinate van de verschillende IOF consortia actief in het domein duurzame chemie & materialen. Dit senior profiel overziet de verschillende onderzoeken competenties en gaat actief op zoek naar partners in het bedrijfsleven, de overheid en burgers voor het opstellen van de lange termijn strategie.

    Onderzoeker(s)

    Onderzoeksgroep(en)

      Bringing nanoscience from the lab to society (NANOLAB). 01/01/2020 - 31/12/2025

      Abstract

      Nanomaterials play a key role in modern technology and society, because of their unique physical and chemical characteristics. The synthesis of nanomaterials is maturing but surprisingly little is known about the exact roles that different experimental parameters have in tuning their final properties. It is hereby of crucial importance to understand the connection between these properties and the (three-dimensional) structure or composition of nanomaterials. The proposed consortium will focus on the design and use of nanomaterials in fields as diverse as plasmonics, electrosensing, nanomagnetism and in applications such as art conservation, environment and sustainable energy. In all of these studies, the consortium will integrate (3D) quantitative transmission electron microscopy and X-ray spectroscopy with density functional calculations of the structural stability and optoelectronic properties as well as with accelerated molecular dynamics for chemical reactivity. The major challenge will be to link the different time and length scales of the complementary techniques in order to arrive at a complete understanding of the structure-functionality correlation. Through such knowledge, the design of nanostructures with desired functionalities and the incorporation of such structures in actual applications, such as e.g. highly selective sensing and air purification will become feasible. In addition, the techno-economic and environmental performance will be assessed to support the further development of those applications. Since the ultimate aim of this interdisciplinary consortium is to contribute to the societal impact of nanotechnology, the NanoLab will go beyond the study of simplified test materials and will focus on nanostructures for real-life, cost-effective and environmentally friendly applications.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Open stad. 01/01/2020 - 31/12/2022

      Abstract

      Dit project heeft als algemeen doel collectieve inzichten rond de ontsluiting van standaarden en data voor een open 'gedataficeerde' maatschappij binnen het domein van omgevingsfactoren te verwerven, consolideren en toe te passen op bedrijfsspecifieke use cases via pilootprojecten en de toepassing van best practices zodat de adoptie van oplossingen die bijdragen aan de realisatie van de visie rond een 'open stad' kunnen worden versneld.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Leerstoel SDG Transitie. 01/01/2020 - 31/12/2022

      Abstract

      De doelstellingen van de "Leerstoel SDG Transitie" zijn: • Ontwikkelen van een onderbouwde SDG-indicatorenset op maat van provincies en lokale besturen. Hands-on ontwikkeling van deze indicatorenset en evaluatie van de SDG-impact van de provinciale beleidsvoering (halfweg het meerjarenplan). Ook twee lokale besturen zullen als proefproject mee betrokken warden bij de ontwikkeling van en monitoring via een SDG-indicatorenset. • Universiteit Antwerpen stelt expertise ter beschikking bij het bepalen van de prioriteiten en het koppelen van de provinciale beleidsvoering aan de SDG's. • Stakeholder assessment volgens de 'Hexagon issue prioritization'-tool; minstens bij leidinggevenden.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Dioxide naar monoxide: Innovatieve katalyse voor de omzetting van CO2 naar CO (D2M). 01/01/2020 - 30/09/2021

      Abstract

      Het doet van dit project is om verschillende (katalytische) technologieën te ontwikkelen voor de productie van CO als chemische component via de conversie vanuit CO2. De verschillende technologieën zullen vergeleken worden om hun potentieel te evalueren, en om veelbelovende strategieën te definiëren voor verdere ontwikkeling en opschaling.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Synthetische clathraten voor veilige opslag, transport en afgifte van waterstof. 01/01/2020 - 30/06/2021

      Abstract

      In dit project wordt een proof-of-concept geleverd voor de opslag van waterstof in clathraten, een schatting gemaakt van het toepassingspotentieel en een interdisciplinair onderzoeksconsortium voor clathraatonderzoek opgericht. De haalbaarheid van waterstofopslag in clathraathydraten zal bestudeerd worden in technisch en economisch relevante omstandigheden van temperatuur en druk. De centrale onderzoekshypothese is om waterstofclathraten te stabiliseren en hun vorming zodanig te katalyseren dat een nieuwe technologie voor waterstofopslag kan ontwikkeld worden. De concrete doelstelling is om 5 wt% en 30 g/l opslagcapaciteit bij temperaturen boven 2C en een druk lager dan 100 bar te bereiken.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      CAPTURE. 01/12/2019 - 30/11/2022

      Abstract

      Capture is een initiatief van UGent dat de expertise in Vlaanderen rond duurzame chemie wil bundelen, en meer bepaald rond de thema's (de zogenaamde pijplijnen) 'CO2 to product', 'water fit for use' en 'plastics to resource'. Door maximaal in te zetten op complementaire expertise, wil Capture een 'one stop shop' zijn voor fundamentele en toegepaste kennis binnen deze thema's. Deze complementariteit is niet volledig indien ze enkel binnen UGent gezocht wordt, en een jaar geleden werden de eerste contacten gelegd met UAntwerpen en VITO om toe te treden tot Capture. Onderzoekers van de drie instellingen kunnen op individuele basis toetreden tot Capture, en zullen ondersteund worden door pijplijnmanagers, die Europese en Vlaamse projecten zullen scouten, vorm geven en indienen, en die waar nodig de contacten met de industrie voor bilaterale of gesubsidieerde projecten zullen verzorgen. Verder zal er binnen Capture ook een Operational Manager worden aangesteld die de dagelijkse leiding op zich zal nemen. Er toonden zich reeds 12 UAntwerpen ZAP'ers geïnteresseerd om toe te treden tot Capture. Om de werking van Capture te ondersteunen wordt aan de bedrijven die lid worden van het bedrijvenplatform een ledenbijdrage gevraagd. Ook aan elk van de kennisinstellingen wordt een bijdrage gevraagd: een in kind bijdrage van een halftijdse pijplijnmanager. De samenwerkingsovereenkomst loopt in eerste instantie over een periode van drie jaar, de gevraagde inspanningen van de partners gelden dus ook minstens voor deze drie jaar. De halftijdse aanstelling van een pijplijnmanager is reeds opgenomen in de IOF begroting voor het komende jaar.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Zongedreven waterstofproductie uit zeewater met behulp van gestabiliseerde plasmonversterkte fotokatalysatoren. 01/11/2019 - 31/10/2021

      Abstract

      In 2012 stootte de internationale scheepvaart ca. 800 Mton CO2, 18.6 Mton NOx en 10.6 Mton SOx uit. Verder wordt verwacht dat deze emissies nog zullen toenemen met 250% tegen 2050 als er geen actie ondernomen wordt. Daarom is academisch onderzoek naar groenere alternatieven nodig en H2 blijkt hiervoor een veelbelovende kandidaat. In dit project zal abundant zeewater (i.p.v. het schaarse zuiver water) gesplitst worden in H2 en O2 m.b.v. TiO2-gebaseerde fotokatalysatoren. Het voornaamste nadeel van TiO2 is echter dat het enkel geactiveerd wordt door ultraviolet (UV) licht wat minder dan 5% van het zonnespectrum op aarde bedraagt. Als oplossing hiervoor zal het TiO2 worden gemodificeerd met geordende bimetallische goud-zilvernanopartikels (NP's) die sterk interageren met het zonlicht. De langetermijnstabiliteit, zelfs in zout milieu, wordt hierbij gegarandeerd door de plasmonische NP's te bedekken met een beschermende laag m.b.v. nat-chemische synthesetechnieken. De schil fungeert ook als een scheidingslaag tussen de plasmonische kernen en bepaalt hierdoor mee de interpartikelafstand en de vorming van hotspots. Alle structuren zullen worden gekarakteriseerd tot op nanoschaal en actiespectrumanalyse zal worden uitgevoerd i.s.m. de universiteit van Hokkaido. Daar zeewatersplitsing slechts recent in de aandacht is gekomen, kent het gebruik van plasmonische nanostructuren geen precedenten. Dit betekent dat de resultaten van dit project tot ver na de state-of-the-art zullen reiken.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Zonlicht actieve zelfreinigende en luchtzuiverende coatings op basis van titania met ingebedde plasmons. 01/11/2019 - 30/10/2021

      Abstract

      Door de grote bijdrage van roet aan de klimaatsverandering en de serieuze gezondheidsgevolgen, willen wij de zelf-reinigende en luchtzuiverende werking van fotokatalytische coatings onderzoeken en optimaliseren. Deze coatings kunnen simultaan roet oxideren en NOx reduceren zodat het gecoatte oppervlak proper blijft en de lucht zuiver. Voor fotokatalytische oxidatie wordt vaak TiO2 gebruikt als foto-actief materiaal. Het grootste nadeel van deze fotokatalysator is dat TiO2 enkel actief is in de UV regio van het zonlichtspectrum. Om de fotorespons uit te breiden tot het zichtbare licht, zijn edelmetaal nanopartikels (NPs) veelbelovend. In dit project zullen goud en zilver NPs samengevoegd worden om individuele minpunten te overkomen. Zo worden stabiele NPs met regelbare plasmonische eigenschappen bekomen. Deze plasmonische NPs worden ingebed in de TiO2 coatings om de fotorespons ervan uit te breiden, zodat zowel het UV als het zichtbare deel van het zonlicht gebruikt kunnen worden. Het plasmoneffect en de zelf-reinigende en luchtzuiverende werking van de coatings zullen bestudeerd worden in het laboratorium aan de hand van FTIR spectroscopie, contacthoekmetingen, digitaal beeldanalyse en actiespectrumanalyse. Dit wordt uitgebreid met valideringsexperimenten in steden, die de aandacht zullen trekken van het brede publiek en mogelijke investeerders. Deze technologie zal ontwikkeld worden van TRL 2/3 tot 5 inclusief kosteneffectiviteitsanalyse en verkenning van recyclage opties.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Leerstoel Veiligheidswetenschappen. 01/10/2019 - 30/09/2022

      Abstract

      Meer dan fysieke belasting Mensura wil dat werknemers recht hebben op een veilige en gezonde werkplaats. De organisatie zet ook volop in op burn-outpreventie. Dr. Gretel Schrijvers, algemeen directeur van Mensura vertelt: "Werknemers moeten bijvoorbeeld veilig (leren) werken met machines en gevaarlijke producten. En ze hebben uiteraard ook ergonomische werkplekken en -methodes nodig. Maar het gaat over meer dan fysieke belasting. Welzijn op het werk omvat ook de aanpak van grensoverschrijdend gedrag, het voorkomen van werkgerelateerde stress en de re-integratie van arbeidsongeschikte werknemers. Deze zaken willen we binnen de Leerstoel meegeven aan de studenten van de master veiligheidswetenschappen."

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Leerstoel Geïntegreerde Veiligheid - Chemie en Life Sciences. 01/10/2019 - 30/09/2022

      Abstract

      Veiligheid is topprioriteit Ook industriefederatie essensia is ervan overtuigd dat de veiligheidswetenschapper van morgen best zo breed mogelijk is gevormd om alle uitdagingen te kunnen aangaan. Frank Beckx, gedelegeerd bestuurder essenscia vlaanderen: "Veiligheid is een absolute topprioriteit bij chemie- en farmabedrijven. Niet enkel in industriële processen, maar bijvoorbeeld ook voor de beveiliging van bedrijfsterreinen, transportveiligheid van goederen én werknemers of crisisbeheer bij eventuele incidenten. Deze gespecialiseerde opleiding, waarbij verschillende veiligheidsaspecten vanuit alle hoeken worden bekeken, biedt studenten heel wat jobkansen bij internationale ondernemingen en kmo's in de sector.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Synergie van plasmon structuren, herkenningselementen en lichtgevoelige materialen voor de elektrochemische detectie van farmaceutische componenten. 01/08/2018 - 31/07/2021

      Abstract

      Het hoofddoel van het PLASMON-ELECTROLIGHT-project is het ontwikkelen van een efficiënte detectiestrategie voor de bepaling van geneesmiddelen. De detectietechniek zal worden ontwikkeld op basis van een originele foto-elektrochemische detectiestrategie die wordt versterkt door gebruik van geavanceerde fotogevoelige materialen, plasmonische structuren en affiniteitsherkenning. De fotoactieve hybride materialen moeten zorgvuldig worden ontworpen door een rationele keuze van fotogevoelige materialen en metallische nanostructuren, theoretische modellering en experimentele correlaties. Vervolgens worden de materialen gecombineerd met bio-herkenningselementen en gebruikt als foto-elektrochemische sensor. Onze doelstellingen omvatten tevens een beter begrip van het mechanisme voor plasmonische verbetering van de activiteit van fotogevoelige materialen. Dit project zal bijdragen aan verschillende gebieden van sensor ontwikkeling, materiaalwetenschappen en energieconversie.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      SDG Voice 2020. 01/01/2020 - 31/12/2020

      Abstract

      We creëren een 'SDG Youth Hub' met en voor studenten binnen het Belgisch hoger onderwijs. Het wordt een netwerk van studenten in Vlaanderen, Wallonië en Brussel die zich engageren om de SDG's kenbaar te maken onder studenten en samen actie te ondernemen voor SDG-gerelateerde vraagstukken. De studenten worden begeleid om hun eigen hogeschool/universiteit te helpen transformeren tot instellingen die in onderwijs, onderzoek, valorisatie en beleid blijvend aandacht besteden aan de SDG's. Het platform brengt jongeren op regionaal, nationaal en internationaal niveau in contact om zo de uitwisseling van innovatieve en praktische ideeën rond SDG's en best practices mogelijk te maken.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Pilootproject luchtbehandeling parkings Zuiderdokken. 01/10/2019 - 30/09/2020

      Abstract

      De onderzoeksgroep Duurzame Energie, Lucht- en Watertechnologie (DuEL) van UAntwerpen zal in opdracht van MPA onderzoek uitvoeren in het kader van een pilootproject van MPA in samenwerking met QPark en MPA, waarbij de parkings Steendok en Kooldok uitgerust worden met luchtzuiveringsinstallaties met de best mogelijke luchtzuiveringstechnologie. De onderzoeksgroep staat in voor de begeleiding bij de definitie van de doelstellingen, de keuze van de best beschikbare technologie, de meting, monitoring, opvolging, analyse en evaluatie van de resultaten op korte en lange termijn.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Duurzame chemie & materiaal. 01/01/2019 - 15/01/2020

      Abstract

      De multidisciplinaire valorisatie domein managers duurzame chemie & materialen is verantwoordelijk voor de coordinate van de verschillende IOF consortia actief in het domein duurzame chemie & materialen. Dit senior profiel overziet de verschillende onderzoeken competenties en gaat actief op zoek naar partners in het bedrijfsleven, de overheid en burgers voor het opstellen van de lange termijn strategie.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Foto-elektrochemische behandeling van methaanafval met gelijktijdige energierecuperatie. 01/10/2018 - 30/09/2020

      Abstract

      Methaan is een belangrijk broeikasgas waarvan de concentratie sterk toeneemt. Als tweede belangrijkste veroorzaker van het broeikaseffect, moeten we naast het voorkomen van emissies ook zorgen voor het verwijderen van methaan emissies. In dit project wordt een fotoelektrochemische cel bestudeerd. In deze PEC wordt de methaanafbraak aan de foto anode gecombineerd met waterstof productie aan de anode. Met enkel zonlicht als duurzame energie bron worden er dus schadelijke gassen afgebroken en simultaan H2 geproduceerd. In samenwerking met Wuhan University of Technology worden foto anode materialen, nanostructuren en synthese strategieën onderzocht. De samenstelling van verschillende gas mengsels en de invloed van de reactiecondities op de cel performantie en de materialen worden bestudeerd. De foton gedreven omzetting in een PEC cel waarbij simultaan CH4 gemineraliseerd en H2 geproduceerd wordt is een beloftevolle duurzame technologie.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Infectieziekten & Omgevingsgezondheid. 01/10/2018 - 03/06/2019

      Abstract

      De multidisciplinaire valorisatie domein manager coördineert de verschillende consortia die actief zijn in het domein van vaccinatie en infectieziekten en milieugezondheid. Deze ervaren valorisatiemanager is verantwoordelijk voor de overkoepelende strategie en de samenwerking tussen de verschillende PI's. Verder is dit profiel ook sterk geconnecteerd met het bedrijfsleven en de beleidsmakers.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Plasmonversterkte fotokatalytische zelfreinigende oppervlakken. 02/04/2018 - 30/09/2019

      Abstract

      Het doel van dit project is de ontwikkeling van een marktrijpe zelfreinigende deklaag. Het zelfreinigend effect is te danken aan de fotokatalytische werking van de deklaag. Hierbij worden vervuilende organische stoffen afgebroken onder invloed van licht en een halfgeleider (hier TiO2) als katalysator. De grote uitdaging van dit project bestaat erin om de lichtabsorptie-efficiëntie van de deklaag gevoelig te verbeteren. Tegelijk moet de deklaag zo transparant en kostenefficiënt mogelijk gehouden worden. Na het optimaliseren van de verschillende syntheseparameters en het evalueren van de kosteneffectiviteit, is het ultieme doel een aantal concrete prototypes te ontwikkelen die kunnen illustreren hoe deze deklaag kan toegepast worden in de bouwsector (bv. als zelfreinigende ramen in wolkenkrabbers), als transparante dekplaten op zonnepanelen, of als zelfreinigende wanden voor aquaria.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Zuivere lucht voor kinderen en andere kwetsbare groepen (ZULU). 01/01/2018 - 31/12/2020

      Abstract

      Het algemeen doel van dit project is het optimaliseren en marktklaar maken van innovatieve luchtzuiveringstechnieken gebaseerd op de plasmatechnologie om deze toe te passen op installaties die de impact mitigeren van schadelijke buitenlucht op de binnenluchtkwaliteit in voorzieningen voor kwetsbare groepen. Om deze doelstelling te bereiken zijn volgende deel-objectieven belangrijk: - Industrieel onderzoek en experimentele ontwikkeling van de plasma- en plasmakatalytische luchtzuiveringstechniek. Door het combineren van technologie en expertise van kennisinstellingen en private ondernemingen kan een innovatieve luchtzuiveringstechnologie worden geoptimaliseerd en verduurzaamd. - Demonstratie en analyseren van de impact van de technologie in een praktijkomgeving. Het doel hiervan is het nagaan van de correcte werking van de nieuwe technologie, evenals een correct kwantificeren van de impact. Via een gedetailleerde kosten-batenanalyse kan de aanvaarding van deze technologie door de markt worden voorbereid. - Actief betrekken van zowel de vraag- als aanbodszijde via marktgerichte samenwerking. Het garanderen van opname door de markt door co- creatie met, en het stimuleren van private en publieke stakeholders en publiek tijdens alle fases van het project. Door de intensieve, grensoverschrijdende samenwerking tussen kenniscentra, private ondernemingen en publieke actoren, ontstaat een vraaggerichte innovatiecluster die dient als hefboom naar een meer efficiënte omgang met hulpbronnen en een vermindering van de impact van luchtvervuiling op de gezondheid van kwetsbare groepen in de grensregio Vlaanderen-Nederland.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Literatuurstudie naar de prestaties in reële omstandigheden van moderne houtkachels en stofreducerende technieken. 12/10/2017 - 30/11/2017

      Abstract

      De doelstelling van deze opdracht is het "Opstellen van een Engelstalige literatuurstudie naar de reële emissies van luchtvervuilende stoffen door moderne houtkachels en de prestaties van systemen om de uitstoot te reduceren". Bij de verbranding van hout komen er schadelijke, kankerverwekkende stoffen vrij zoals fijn stof, koolstofmonoxide (CO), Polycyclische Aromatische Koolwaterstoffen (PAK's) en dioxines. Ook condenseerbare gassen, secundaire bronnen van fijnstof worden uitgestoten. Uit beschikbare studies in Vlaanderen1,2, blijkt dat houtverbranding verantwoordelijk is voor 35 % van de totale uitstoot van fijn stof, 40% van de uitstoot van dioxines en 87% van de uitstoot van PAK's. Het rapport "Lozingen in de lucht 2000-2015"1 stelt ook dat het belang van huishoudens in de totale emissie van luchtverontreinigende stoffen een stijgende trend vertoont.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Energie uit methaanafval: katalysatorkeuze, parameterstudie en in-situ onderzoek van een foto-elektrochemische cel. 01/10/2017 - 30/09/2018

      Abstract

      Methaan is een broeikasgas dat 23 keer sterker is dan CO2, en dan bovendien sterker toeneemt in de atmosfeer. Methaan levert dus de tweede grootste bijdrage tot het versterkt broeikaseffect, en vraagt dus om duurzame oplossingen om de stijgende methaanconcentratie in de atmosfeer aan te pakken. In dit project wordt een foto elektrochemische cel (PEC) bestudeerd, die methaan uitstoot aan de bron kan aanpakken. In deze PEC gebeurt er aan de foto anode een mineralisatie van methaan die resulteert aan de kathode in de uitstoot van waterstof. Beide processen worden dus gecombineerd in een toestel dat enkel zonlicht gebruikt als energiebron. In een eerste fase zal het foto anode materiaal bestudeerd worden, waarbij dus ook minder conventionele materialen, nano gestructureerde materialen en synthese strategieën aan bod komen. Dan zal de invloed van verschillende andere gassen (O2, CO2, NOx, H2O, NH3) in de methaan flow op de cel performantie en op de anode bestudeerd worden. Ten slotte wordt de invloed van de reactiecondities (temperatuur, flow en licht intensiteit) op de foto gebaseerde processen bestudeerd. Samengevat zal in dit project de foto elektrochemische technologie voor de energie efficiënte afbraak van methaan stromen tot waterstof bestudeerd worden.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Innovatieve 3-dimensionale elektronenmicroscopie om de katalytische activiteit van kern-schil nanodeeltjes te versterken. 01/01/2017 - 31/12/2020

      Abstract

      Elektronentomografie is een zeer krachtige techniek die toelaat om de 3-dimensionale structuur van nanomaterialen te onderzoeken, ook op atomaire schaal. Echter, nieuwe ontwikkelingen binnen de nanotechnologie versterken de vraag naar nog meer geavanceerde kwantitatieve 3-dimensionale karakteriseringstechnieken die kunnen gebruikt worden om complexe (hetero-)nanostructuren te bestuderen. Binnen dit project zullen we ons toespitsen op hetero-metallische deeltjes met elektrokatalytische toepassingen en kern-schil structuren die van belang zijn binnen de fotokatalyse. Katalytische hetero-nanodeeltjes vertonen sterk verbeterde eigenschappen in vergelijking met nanostructuren die maar uit 1 element bestaan, maar de fundamentele reden voor dit geoptimaliseerd gedrag is nog niet helemaal duidelijk. Om het verband tussen de structuur, samenstelling en katalytische eigenschappen te begrijpen, is innovatieve 3-dimensionale elektronenmicroscopie vereist. Binnen dit project zullen we daarom geavanceerde, aberratie-gecorrigeerde elektronenmicroscopie combineren met nieuwe 3 dimensionale reconstructie algoritmen om zo de structuur en samenstelling van nanomaterialen te kwantificeren. De combinatie van deze baanbrekende experimenten met activiteit en stabiliteitsmetingen zal ons toelaten om cruciale vragen te beantwoorden die zowel belangrijk zijn voor elektro- en fotokatalyse. Op basis van deze unieke inzichten kunnen we de activiteit van de katalytische nanostructuren sterk verbeteren. We verwachten dan ook dat de resultaten van het project enorme impact zullen hebben. Zo kunnen fundamentele inzichten betreffende plasmonica, de fotokatalytische prestaties in zonlicht verbeteren. Dit is van enorm belang bij de ontwikkeling van een betere luchtzuiveringstechnologie. Een gefundeerde selectie van katalysatoren zal ons verder in staat stellen industrieel toepasbare reacties zoals de reductie van CO2 of zuurstofreductie sterk te verbeteren.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Microbiologisch beïnvloede corrosie gecontroleerd door middel van een UV ballast water management systeem. 01/01/2017 - 31/12/2018

      Abstract

      MIC of Microbiologisch Beïnvloede Corrosie is erkend als een aparte corrosievorm waarbij een biologisch element dat het abiotische elektrochemische corrosieproces versnelt. MIC verwijst naar de invloed van micro-organismen op de kinetica van het corrosieproces van metalen. Deze versnelde vorm van corrosie kan niet worden gekoppeld aan één specifiek organisme maar veeleer met een verzameling van bacteriën die tegelijkertijd op dezelfde plaats in een microbieel consortium naast en samen met elkaar bestaan. De belangrijkste soorten bacteriën die algemeen geassocieerd worden met corrosie of ijzer of staal zijn sulfaat reducerende bacteriën (SRB), zwaveloxiderende bacteriën (SOB), ijzer-oxiderende / reducerende bacteriën (IOB / IRB), mangaan oxiderende bacteriën en bacteriën die organische zuren en extracellulaire polymere stoffen (EPS) of slijm afscheiden De klassieke mechanismen voor microbieel beïnvloede corrosie zijn: 1. Metabole productie van agressieve stoffen 2. Vorming van zuurstofcellen 3. Versnelling van anodische of kathodische reacties door depolarisatie 4. Waterstofbrosheid (depolarisatie). Het ballastwater afkomstig van schepen wordt in het algemeen gezien als een belangrijke oorzaak van de invoering van invasieve soorten in een omgeving zonder natuurlijke vijanden. De gevolgen van de introductie van deze nieuwe soorten zijn in veel gebieden verwoestend geweest. De nakende IMO ballast water conventie van 2004 (misschien van kracht dit jaar?) zal proberen om deze explosieve situatie onder controle te krijgen. Momenteel gebeurt dit al door middel van ballast water wissel op open zee maar in de toekomst zullen alle schepen uitgerust moeten worden met een ballastwater behandelingsinstallatie om de organismen effectief uit te schakelen. Een van de mogelijke technieken is het steriliseren van ballast water met behulp van UV-licht. Een system dat voldoet aan de D-2 norm (IMO, 2004) zal minstens volgende efficiëntie hebben; • niet meer dan 10 levensvatbare organismen per m³ ≥50 micrometer minimum dimensie en • niet meer dan 10 levensvatbare organismen per milliliter <50 micrometer in minimale afmetingen en ≥10 micrometer minimum dimensie De indicator microbe concentraties bedraagt niet meer dan: • toxicogenic vibrio cholerae: 1 kolonievormende eenheid (kve) per 100 milliliter of 1 kve per gram zoöplankton monsters; • Escherichia coli: 250 kve per 100 milliliter • Intestinal Enterococci: 100 kve per 100 milliliter Bacteriën zijn kleiner dan de organismen hierboven vermeld en strikt gezien wordt met bacteria geen rekening gehouden bij de beoordeling van de efficiëntie van een D-2 ballastwater management systeem. We denken en verwachten door middel van dit experiment te kunnen aantonen dat de bacteriën, die aan de bron van MIC liggen, zullen worden gedood of onvruchtbaar gemaakt worden door ballastwater management systemen die werken met behulp van UV-licht. Als dit inderdaad het geval is zullen deze systemen MIC stoppen of op zijn minst vertragen. Vier groepen bacteriën, verantwoordelijk voor MIC, worden in een standaard Postgate "B" medium gekweekt en aansluitend verdund met zeewater. Dit mengsel wordt door een spiraalvormig buis gepompt die rond een UV lamp is gewikkeld.Gedurende enkele weken zal het effluent over stalen plaatjes worden geleid, in kunstmatige, statische omstandigheden. Biofilmformatie wordt opgevolgd. In een tweede gelijkaardige opstelling wordt de glazen buis bekleed met een titaandioxide film. Deze zal fungeren als een katalysator op de UV-straling effect. Als dit kan worden vastgesteld moet het mogelijk zijn een tot vermindering van de belichtingstijden te komen en energiezuinige ballastwaterbeheersystemen te ontwerpen. De 'tour de force' van dit experiment is dat met één systeem, UV-bestraling van ballastwater, twee problemen kunnen worden opgelost, MIC van ballasttanks en het vervoer van invasieve soorten door ballastwater.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Het belang van de klimaatregeling tijdens het schilderen van ballasttanks van koopvaardijschepen. 01/01/2017 - 31/12/2018

      Abstract

      kathodisch te maken, aan de hand van opofferingsanoden of opgedrukte stroom, en/of door het aanbrengen van een coating/verflaag. Het schilderen van staal is veruit de meest praktische manier om het te beschermen. Indien er voor een coating wordt geopteerd met een lange levensduur, zal men niet alleen de soort verf met zorg moeten uitkiezen maar zal men eveneens de verf met de nodige aandacht moeten aanbrengen (De Baere et al., 2014). Een goede applicatie impliceert onder meer dat dit onder gecontroleerde klimatologische omstandigheden gebeurt. Het verwaarlozen hiervan heeft zijn invloed op het uitharden van de verf dat uiteindelijk stress zal veroorzaken in de verflaag. Dit kan op zijn beurt leiden tot scheurvorming, delaminatie of blaasvorming. Regelgevende instanties en goedereneigenaars vragen om een "GOEDE" staat van de coating en vervolgens verwachten zij dat bij de applicatie van de verf er aandacht is voor de klimatologische omstandigheden (temperatuur en relatieve vochtigheid). Dit brengt een hoge kostprijs met zich mee, want het is zeer duur om verf op een gecontroleerde wijze aan te brengen op blokconstructies. Dit impliceert immers het gebruik van overdekte plaatsen of "paint cells. In dit BOF project zal het belang van temperatuur en vochtigheid worden onderzocht en zal er worden nagegaan of ze dermate domineren dat ze een hoge applicatiekostprijs rechtvaardigden. Hiervoor zullen we eerst het belang van de klimaatfactoren onderzoeken. Vervolgens wordt de klimaatbeheersing economisch beoordeeld wat een voortzetting is van een economische studie waar een schip met een lange termijn ballasttank coating wordt vergeleken met een gemiddeld presterende coating.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Directe elektronen detectie voor zachte materialen in TEM 01/05/2016 - 30/04/2020

      Abstract

      Moderne materialen worden ontworpen om bepaalde functies uit te voeren bij een zo laag mogelijke productiekost. Deze trend verschuift de aandacht van het ontwerp van bv. het sterkste materiaal naar een voldoende sterk materiaal bij gebruik van een acceptabele hoeveelheid natuurlijke rijkdommen. De combinatie met de nanorevolutie waarbij eigenschappen van materialen steeds vaker afhangen van hun structuur op nanoschaal, vereist wetenschappelijke instrumenten die deze zgn. zachte materialen kunnen onderzoeken. Dit is typisch een opdracht voor transmissie elektronenmicroscopie (TEM) die een beeld geeft van de atomaire opbouw van materialen. Een nadeel van TEM is echter dat het beeldvormingsproces aanleiding kan geven tot het beschadigen van het materiaal, waardoor de analyse onbetrouwbaar of zelfs onmogelijk wordt. Om dit te verhelpen stellen we de aanschaf van een elektronendetector voor die op efficiënte wijze elk elektron kan detecteren waardoor de elektronendosis met bijna een factor 100 kan worden verlaagd. Deze vooruitgang verbreedt aanzienlijk het toepassingsgebied van TEM voor de studie van zachte materialen wat toelaat hun structuur te visualiseren tot op atomaire schaal.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Monitoring van buitenluchtkwaliteit in Marokko en luchtzuiveringsprocessen. 13/03/2016 - 31/12/2017

      Abstract

      In dit project zal een waarschuwings- en monitoring systeem voor lucht pollutie gebaseerd op remote sensing en modellering ontwikkeld worden. Bovendien zal er een evaluatie gebeuren van de opties voor foto- en plasmakatalyse voor luchtzuivering. Er is een belangrijk opleidingsaspect waarbij Marokkaanse master studenten naar hier komen voor hun thesis.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Uitvoeren van metingen in het kader van het prenormatief onderzoek "Duurzaamheid van fotokatalytische cementgebonden bouwmaterialen. 01/02/2016 - 31/12/2016

      Abstract

      Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de opdrachtgever. UA levert aan de opdrachtgever de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      BIOCAPPS: Biogene katalysator applicaties. 01/01/2016 - 31/12/2017

      Abstract

      Poreuze silica structuren van diatomeeën kunnen worden beschouwd als een hoogwaardig, eenvoudig te extraheren algenproduct waarrond bedrijven en onderzoeksinstellingen producten kunnen ontwikkelen. Het algemeen doel van dit project is te demonstreren dat (i) Duurzame productie van silica met algen (diatomeeën) op industriële schaal mogelijk is; (ii) Modificatie van biogeen silica met titanium via biologische of chemische routes zal leiden tot een vergroting van het valorisatiepotentieel van deze structuren; (iii) De ontwikkeling van diverse, (nano)technologische toepassingen op basis van silica van algen

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Fotokatalytische gaswasser als innovatieve luchtzuiveringstechnologie. 01/01/2016 - 31/12/2016

      Abstract

      Luchtvervuiling is één van de problemen die sinds begin 21e eeuw de aandacht getrokken heeft. Vluchtige organische componenten (VOC's), onder andere afkomstig van meubilair en bouwmaterialen, zijn belangrijke polluenten en de concentratie ervan in binnenlucht is vaak vele malen hoger dan in buitenlucht. Het doel is de complete mineralisatie van VOCs via fotokatalytische oxidatie, waarmee er gewerkt kan worden onder milde reactiecondities (lage druk en temperatuur). De methode die zal toegepast worden is de VOC's uit de gasfase transfereren naar de waterfase via een gaswasser om op deze manier een efficiënte fotokatalytische afbraak te garanderen onder UV licht. De lichtefficiëntie zal op twee verschillende methodes geoptimaliseerd worden. De eerste methode is via het modificeren van standaard TiO2 met plasmon-actieve zilver nanostructuren. Deze nanostructuren vertonen surface plasmon resonance (SPR) in het UV gebied, wat een significante elektrische near-field versterking met zich meebrengt. Door de opbouw van deze intense, lokale elektrische velden is er een sterke toename in het aantal gevormde ladingsdragers. De voorwaarde voor dit zogenaamde "lens effect", is dat er een overeenkomst moet zijn tussen de energie van de band gap van de halfgeleider en de energie geassocieerd met SPR, hetgeen het geval is tussen TiO2 en zilver nanostructuren. Een tweede methode om de UV lichtefficiëntie te verhogen, is via het reactordesign. Hiervoor zal er in de eerste plaats gebruik gemaakt worden van een gaswasser om de gecontamineerde luchtstroom te transfereren naar de waterfase. Op deze manier vind er een aanrijking plaats van de VOC's in de waterfase. Daarna zullen de VOC's fotokatalytisch afgebroken worden in de waterfase, hetgeen een veel beter gekend concept is dan afbraak in de gasfase. De VOC afbraak in de waterfase zal gebeuren via een geoptimaliseerd design, waarbij een UV transparante capillaire buis, die langs de binnenkant gecoat wordt met het foto-actieve materiaal en waardoor het water zal stromen, rond een UV lichtbron gewikkeld wordt. Op deze manier verhoogt de contacttijd met de katalysator aanzienlijk. Verder wordt ook het katalysatoroppervlak continu gewassen waardoor deactivatie vermeden wordt.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Biomagnetische monitoring in stedelijke luchtkwaliteitsbeoordelingen: samenstelling en gezondheidsrelevantie van de magnetiseerbare fijn stoffractie. 01/10/2015 - 30/09/2018

      Abstract

      Luchtvervuiling wordt momenteel omschreven als 's werelds grootste gezondheidsrisico. Desalniettemin bezitten de huidige luchtkwaliteitsnetwerken een beperkte ruimtelijke resolutie door de hoge investerings- en onderhoudskosten. Vooral in heterogene stedelijke omgevingen is de ruimtelijke resolutie van deze netwerken te beperkt. Biomagnetische monitoring van bladstalen is een veelbelovende techniek die kan toegepast worden om de ruimtelijke en temporele variatie van luchtverontreiniging te evalueren. Tijdens mijn doctoraatsonderzoek heb ik biomagnetische monitoring (SIRM) van bladafgezette deeltjes geëvalueerd voor zowel luchtkwaliteitsmonitoring als modelvalidatie, op veranderlijke ruimtelijke en temporele resoluties. Momenteel is er echter nog gebrek aan informatie over de magnetiseerbare samenstelling van dit bladafgezet stof en de gezondheidsrelevantie van magnetische mineralen in atmosferische deeltjes. Dit postdoctoraal onderzoek heeft dan ook als doel om meer inzicht te verwerven in de magnetiseerbare samenstelling (mineralogie, deeltjesgrootte en concentratie) van stedelijke aerosolen, de potentiële toepassing van deze technieken voor brontoewijzing in stedelijke omgeving, en de gezondheidsrelevantie (mbt zware metalen, ROS en BC) van deze biomagnetische eigenschappen. De verworven kennis zal worden toegepast in twee grootschalige simultane biomagnetische monitoringcampagnes in Antwerpen (België) en Londen (UK).

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Ontwerp en optimalisatie van een fotokatalysereactor voor duurzame luchtzuivering in ventilatiesystemen. 01/07/2015 - 30/06/2019

      Abstract

      Het algemene doel van dit project is het ontwerpen en optimaliseren van een fotokatalysereactor voor HVAC systemen voor de afbraak van VOC's die daarbij een significante energiebesparing oplevert in vergelijking met conventionele systemen.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Thermofiele consortia voor stikstofverwijdering: transpositie van natuurlijke rijkdom naar biotechnologie. 01/02/2015 - 30/09/2015

      Abstract

      Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel. ): Dit onderzoek focust op de verwijdering van schadelijk ammonium uit afvalwater door conversie tot schadeloos stikstofgas, dat in de atmosfeer vrijkomt. Ten opzicht van de gevestigde mesofiele temperatuurscondities, wordt biotechnologie op thermofiele temperatuur verondersteld verschillende voordelen te hebben: hogere stabiliteit, snellere reacties, lagere slibproductie en betere hygiënisatie.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      ENVIROMICS, Milieutoxicologie en technologie voor een duurzame wereld. Ontwikkeling en toepassing van diagnostische instrumenten voor industrie en beleid. 01/01/2015 - 31/12/2020

      Abstract

      Dit project kadert in een onderzoeksopdracht toegekend door de Universiteit Antwerpen. De promotor levert de Universiteit Antwerpen de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd door de universiteit.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Onderzoek naar de lasbaarheid van experimenteel corrosie resistent staal voor gebruik in ballasttanks van koopvaardijschepen. 01/01/2015 - 31/12/2016

      Abstract

      Corrosie in ballast tanks is een groot probleem, dat traditioneel bestreden wordt door middel van coatings en opofferingsanodes; Het gebruik van corrosie resistent staal (CRS) biedt mogelijk een alternatief, op voorwaarde dat de constructie mogelijk is met de technieken en methodes die gangbaar zijn op een scheepsconstructiewerf. Dit project gaat na of de lasbaarheid van CRS gelijkaardig en gelijkwaardig is aan dat van traditioneel Grade A scheepsconstructiestaal.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Zonlichtgedreven foto-elektrochemische waterstofproductie uit lucht vervuild met vluchtige organische componenten. 01/10/2014 - 30/09/2017

      Abstract

      Onze huidige maatschappij wordt gekenmerkt door twee grote noden: de zoektocht naar duurzame energie en een schone leefomgeving. In dit project wordt getracht tegelijk aan beide noden tegemoet te komen door de ontwikkeling van één enkel instrument. Vervuilde lucht wordt aangevoerd ter hoogte van de foto-anode van een foto-elektrochemische cel. De anode bestaat uit TiO2 en zorgt voor de fotokatalytische afbraak van de polluenten onder belichting. Gevormde protonen diffunderen naar de kathode van de cel, waar ze doormiddel van omgeleide foto-elektronen gereduceerd worden tot waterstofgas als duurzame bron van energie. Naast de ontwikkeling en optimalisatie van dergelijk instrument ligt de focus van het onderzoek op het gevoelig maken van de cel voor zichtbaar licht (zonlicht) door de incorporatie van edelmetaal nanopartikels die plasmon resonantie vertonen, en het begrijpen van de interacties tussen licht en deze materie.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Plasmon-actieve nanolegeringen voor fotokatalytische roetafbraak. 01/01/2014 - 31/12/2017

      Abstract

      Huidige roetconcentraties in de atmosfeer blijven een dreiging vormen voor mens en milieu. Het is daarom een absolute noodzaak om nieuwe strategieën te ontwikkelen die de schadelijke gevolgen van roetemissies beperken. In dit opzicht is fotokatalyse een veelbelovende techniek. Alhoewel fotokatalytische roetdegradatie onder UV licht reeds werd aangetoond, zou het interessanter zijn om fotokatalytische activiteit te hebben onder zichtbaar licht. Het doel van dit doctoraat is dan ook het bekomen van een zichtbaar licht actieve titanium dioxide (TiO2) fotokatalysator voor roetafbraak. Om deze doelstelling te bereiken wordt de TiO2 fotokatalysator gemodificeerd met edelmetaalnanopartikels die surface plasmon resonantie vertonen.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Fundamentele studie van plasmonisch versterkte fotokatalyse via modelsystemen van nobele metalen en TiO2 gesynthetizeerd door atomaire laag depositie. 01/01/2014 - 31/12/2017

      Abstract

      Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Haalbaarheidsstudie energie- en koolstofstromen in de glastuinbouwzones en bedrijventerreinen van de provincie Antwerpen. 01/01/2014 - 30/09/2014

      Abstract

      De POM Antwerpen wenst met de haalbaarheidsstudie na te gaan op en tussen welke bedrijventerreinen een uitwisseling en optimalisatie van CO2-, CH4-stromen en lokale overschotten aan hernieuwbare energie mogelijk zijn en dit in eerste instantie op de terreinen waar de POM Antwerpen actief is (ontwikkeling, geplande herontwikkeling, bedrijventerreinmanagement, …).

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Plasma geassisteerde katalyse als duurzame binnenlucht zuiveringstechnologie. 01/10/2012 - 30/09/2016

      Abstract

      De kwaliteit van buitenlucht is een veel besproken thema in media en politiek, terwijl de kwaliteit van binnenlucht vaak over het hoofd gezien wordt. Nochtans brengt men het merendeel van de tijd binnenshuis door en is binnenlucht vaak van slechtere kwaliteit dan buitenlucht. Hoog tijd dus dat binnenluchtkwaliteit in de schijnwerpers geplaatst wordt. Dit doctoraatsonderzoek kadert in het domein van luchtzuivering met specifieke focus op een duurzame binnenluchtzuivering. Een vaak toegepaste technologie voor het zuiveren van lucht is het gebruik van een elektrostatische precipitator (ESP) waarbij het corona effect zorgt voor de ionisatie van polluenten. Deze techniek kent echter enkele nadelen. Zo is er vaak vorming van ozon waarneembaar; wordt de vervuiling slechts verplaatst naar een andere fase en treedt er na verloop van tijd irreversibele afzetting op de collectorelektrode op. Dit laatste heeft als gevolg dat de efficiëntie van de ESP daalt. De integratie van een fotokatalytische nano-coating biedt een innovatieve en duurzame oplossing om deze nadelen te elimineren. In eerste instantie zal deze nano-coating er voor zorgen dat schadelijke tussen- en eindproducten omgezet worden naar onschadelijke producten. In plaats van de vervuiling enkel te verplaatsen, zal deze volledig afgebroken worden door de fotokatalytische werking van de coating Bovendien zal hierdoor eveneens de irreversibele afzetting vermeden worden. Dit onderzoek richt zich dan ook op het onderzoek en de ontwikkeling van een innovatieve en efficiënte luchtzuiveringstechnologie door de integratie van een fotokatalytische nano-coating in een ESP, waarbij corona ontlading zorgt voor ionisaties. Dit leidt tot een innovatief, duurzaam plasma geassisteerde katalyse systeem. Het onderzoek is onderverdeeld in drie grote werkpakketten. In eerste instantie zullen de afbraakprocessen van de afzonderlijke polluenten formaldehyde en fijn stof bestudeerd worden. De experimenten zullen uitgevoerd worden in een ESP op laboschaal die reeds aanwezig is in het labo. Na het bestuderen van de afzonderlijke polluenten zal er overgegaan worden op een meer reëel gasmengsel, bijvoorbeeld tabaksrook. Tijdens de tweede fase zal een nano-coating geoptimaliseerd worden. De optimalisatie gebeurt steeds in functie van een maximale fotokatalytische activiteit in de gasfase. Hierbij mogen echter de andere eigenschappen noodzakelijk voor implementering in een ESP niet uit het oog verloren worden. Deze eigenschappen omvatten een goede aanhechting op het substraat, een goede geleidbaarheid, een optimale hoeveelheid afgezet materiaal, een groot specifiek oppervlak, een open porositeit en de juiste kristalstructuur. In een derde fase zullen dezelfde experimenten als in de eerste fase uitgevoerd worden, maar dit maal met een coating aangebracht op de collectorelektrode. Door het vergelijken van de resultaten zonder en met coating is het mogelijk om de invloed van de coating te bepalen en verdere optimalisatie uit te voeren. Er is dus een stevige wisselwerking voorzien tussen de verschillende werkpakketten.

      Onderzoeker(s)

      • Promotor: Lenaerts Silvia
      • Co-promotor: Hauchecorne Birger
      • Mandaathouder: Van Wesenbeeck Karen

      Onderzoeksgroep(en)

      Verhogen van fotokatalytische activiteit door middel van plasmon effecten van nanogedimensioneerde edelmetaalantennes. 01/10/2012 - 30/09/2014

      Abstract

      Fotokatalyse wordt bestudeerd als veelbelovende techniek voor de degradatie van VOC's uit de lucht. De efficiëntie van dergelijke reacties moet nog verbeterd kunnen worden. Hiervoor wordt in dit project de optische respons van het materiaal aangepast d.m.v. edelmetaal nanopartikels. Periodieke structuren van dergelijke partikels wekken lokale oppervlakte-plasmon-resonanties op, welke door hun aanpasbare golflengtegevoeligheid, de versterking van het elektromagnetisch veld en het concept van 'vertraagd licht', de fotokatalytische efficiëntie kunnen verhogen.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Biotemplaat silica titania diatomeeën voor gasfase fotokatalyse. 01/07/2012 - 30/06/2016

      Abstract

      Luchtverontreiniging is een groeiend maatschappelijk en economisch probleem in dichtbevolkte regio's zoals Vlaanderen. Een veelbelovende luchtzuiveringstechnologie is fotokatalyse dat onder invloed van UV-licht schadelijke stoffen omzet tot onschadelijke componenten zoals CO2 en H2O. Fotokatalysatoren, vaak op basis van titaandioxide, vertonen verschillende nadelen: (1) milieuvervuilend productieproces, (2) ontoereikende immobilisatie met het risico dat er nanopartikels (30 - 100 nm) vrijkomen, (3) onvoldoende activiteit. Immobilisatie van TiO2 door metabolische incorporatie in de biosilicastructuur van diatomeeën kan hiervoor een oplossing bieden. In dit proces wordt titaandioxide geïncorporeerd in het silicaskelet van diatomeeën tijdens de celdeling. Diatomeeën zijn unicellulaire microalgen (2-2000 µm) die een hiërarchisch gestructureerd silicaskelet vormen, frustule genoemd. Deze frustules worden gevormd door gehydrateerd silica met specifieke 3D morfologie, micro-, meso- of macroporositeit en hebben typisch een groot specifiek oppervlak (10 – 250 m2/g) . In dit project worden twee soorten diatomeeën, de zoutwateralg Pinnularia sp. en de acidofiele zoetwateralg Eunotia sp. gebruikt. Deze studie levert duurzame, goed geïmmobiliseerde en sterk poreuze biosilica-titania materialen met veelbelovende eigenschappen voor fotokatalytische luchtzuivering. De nodige expertise over het kweken van deze algen is aanwezig binnen de onderzoeksgroep Ecophysiology, Biochemistry and Toxicology (EBT) van het departement Biologie. Het verhogen van het TiO2-gehalte is belangrijk om deze nieuwe biologische productiemethode te gebruiken voor de aanmaak van fotokatalytische materialen. Er zullen twee nieuwe strategieën worden toegepast om het titaangehalte in de geproduceerde biosilicastructuren (frustules) te verhogen. Enerzijds wordt er gebruik gemaakt van acidofiele diatomeeën, anderzijds zullen titanium complexen bestudeerd worden. De resulterende mesoporeuze biosilica-titania skeletten worden geanalyseerd voor hun titaandioxide-gehalte (ICP-MS) en de locatie van de titaandioxide afzetting (STEM-EDS). Na thermische annealing bij hoge temperaturen (400–900°C) gebeurt dan de verdere materiaalkarakterisatie (XRD, porositeit en specifiek oppervlakte BET-analyse) van de materialen met een hoog titaandioxide-gehalte. Deze biotemplaat structuren worden getest op hun fotokatalytische afbraak performantie ten opzichte van verschillende luchtpolluenten (NOx, etheen, aceetaldehyde) in de gasfase. Expertise met betrekking tot de studie van real time in-situ metingen van de fotokatalysator in werking in realistische omstandigheden is aanwezig binnen de onderzoeksgroep DuEL (Duurzame Energie en Luchtzuivering) van het departement Bio-ingenieurswetenschappen. Dit onderzoeksproject resulteert in een geoptimaliseerd biotemplaat productieproces van mesoporeus silica-titania fotokatalysatoren als basis voor een efficiënt, duurzaam, economisch en ecologisch verantwoord luchtzuiveringsproces.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Ontwikkeling en toepassing van toekomstverkenningen voor industriële activiteiten. 01/03/2012 - 29/02/2016

      Abstract

      Het doel van dit onderzoeksproject is: - ontwikkelen van methoden voor toekomstige studies om een duurzame industriële productie te bereiken. - toepassen van de ontwikkelde methoden op specifieke industriële productieprocessen.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Optimalisatie van fotokatalytische materialen voor de verwijdering van NOx en VOC. 01/01/2012 - 31/12/2013

      Abstract

      Het doel van dit project is om fotokatalytische materialen te optimaliseren zodat ze uitstekend geschikt zijn om zowel stikstofoxiden als vluchtige organische stoffen uit de omgevingslucht te verwijderen. De materialen zullen worden gemaakt in België, gekarakteriseerd in Frankrijk en getest in beide landen met complementaire technieken.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Onderzoek naar de corrosieresistentie van experimentele staalsoorten in een zeewateromgeving voor de constructie van ballasttanks aan boord van koopvaardijschepen. 01/01/2012 - 31/12/2013

      Abstract

      De corrosiegraad in ballasttanks van koopvaardijschepen is sterk variërend en wordt mee beïnvloed door de chemische samenstelling en kristalijne structuur van het gebruikte metaal. Dit project zal proefondervindelijk de verschillen tussen de staalsoorten die aan boord gebruikt worden en enkele experimentele staalsoorten vaststellen en de conclusies gebruiken voor de onwikkeling van een nieuwe legering die meer resistent is tegen de agressieve zeewateromgeving. Het geheel wordt onderbouwd met fysico-chemische metingen en geautomatiseerde beeldanalyse bij het microscopische onderzoek.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Onderzoek en ontwikkeling van Au/TiO2 schuimen voor verwijdering van NOx en VOC's uit omgevingslucht. 01/01/2011 - 31/12/2012

      Abstract

      Het doel van het project is de verwijdering van NOx en VOC uit omgevingslucht door een geïntegreerd luchtzuiveringsproces op basis van fotokatalyse. Hierbij wordt een keramisch schuim ontwikkeld op basis van een fotokatalytisch nanogestructureerd poeder. Verder zal er gepoogd worden om een verbeterde werking te bekomen door Au depositie. Dit alles wordt aangepakt vanuit een procesbenadering waarbij naast wetenschappelijk/technologische ook socio-economische aspecten een rol spelen.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Efficiënte en duurzame elektrostatische precipitatie: implementatie van een (foto)katalytische nano-coating. 01/01/2011 - 31/12/2011

      Abstract

      Bij het gebruik van elektrostatische precipitatie voor luchtzuivering treden ozonvorming en irreversiebele depositie op met een daling van de verwijderingsefficiëntie tot gevolg. Het gebruik van een (foto)katalytische nano-coating zorgt voor een aanzienlijk efficiëntie- en duurzaamheidsverbetering door de omzetting van schadelijke polluenten en bijproducten naar onschadelijke stoffen en door het vermijden van bijkomende was- of verwijderingsstappen.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Verhogen van fotokatalytische activiteit door middel van plasmon effecten van nanogedimensioneerde edelmetaalantennes 01/10/2010 - 30/09/2012

      Abstract

      Fotokatalyse wordt bestudeerd als veelbelovende techniek voor de degradatie van VOC's uit de lucht. De efficiëntie van dergelijke reacties moet nog verbeterd kunnen worden. Hiervoor wordt in dit project de optische respons van het materiaal aangepast d.m.v. edelmetaal nanopartikels. Periodieke structuren van dergelijke partikels wekken lokale oppervlakte-plasmon-resonanties op, welke door hun aanpasbare golflengtegevoeligheid, de versterking van het elektromagnetisch veld en het concept van 'vertraagd licht', de fotokatalytische efficiëntie kunnen verhogen.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Membraanvervuiling in ondergedompelde membraanbioreactoren 01/10/2010 - 14/09/2011

      Abstract

      Doelstellingen - ontwikkeling van een online meetsysteem om het membraanvervuilingspotentieel van slib en slibfracties te karakteriseren; - studie van de mechanismen van membraanvervuiling in MBR; - identificatie van membraanfoulingcomponenten; - in kaart brengen van parameters die een invloed hebben op MBR-membraanfouling; - ontwikkeling van een geavanceerd controlesysteem op basis van de opgedane kennis rond membraanvervuiling en de on-line meetresultaten.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      De actieve plaats : van katalysator tot reactor. 01/01/2010 - 31/12/2019

      Abstract

      Dit is een samenwerkingsverband tussen chemici en scheikundige ingenieurs op het gebied van heterogene katalyse. Hierbij wordt getracht de actieve plaats op atomair niveau te verstaan, om van daaruit een katalysator op te bouwen in een reactor in de industrie.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Vervolgstudie naar de chemische en metallurgische factoren die de corrosie van ballasttanks aan boord van koopvaardijschepen induceren. 01/01/2010 - 31/12/2011

      Abstract

      Corrosie in ballast tanks is een zeer specifieke materie, die door verschillende factoren beïnvloed wordt. Dit resulteert in meerdere corrosievormen, die elk hun eigen invloeden hebben. Het project is ingedeeld in 3 werkpakketten. In een eerste fase zullen stalen aan boord worden genomen. Chemische parameters en metallurgische eigenschappen zullen worden geïdentificeerd en door middel van multivariate statistiek wordt een hypothese geformuleerd ivm de oorzaken van corrosie. Via een experimentele opstelling worden deze hypothese dan verder getest.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Fundamentele studie van een geïntegreerd fotokatalytisch NOx en fijn stof verwijderingsproces. 01/01/2010 - 31/12/2010

      Abstract

      De voornaamste polluenten in de uitlaat van dieselmotoren zijn fijn stof en stikstofoxiden (NOx). In de onderzoeksgroep voor Duurzame Energie en Luchtzuivering (DuEL, Universiteit Antwerpen) worden keramische fotokatalytische schuimen bestudeerd die fijn stof opvangen en tevens de katalytische afbraak van fijn stof en NOx bewerkstelligen. De benodigde energie voor het katalytische proces wordt geleverd door belichting. Het hoofddoel van dit doctoraatsonderzoek is het bestuderen van de reactiemechanismen die plaatsvinden op de fotokatalytische titaandioxide materialen tijdens de geïntegreerde afbraak van fijn stof en NOx. Een beter inzicht in deze reacties is belangrijk om een doorbraak te bereiken in fotokatalytische afbraakprocessen. De fundamentele kennis zal helpen bij de verbetering van de materialen en de optimalisatie van de reactie-omstandigheden.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Opwaardering van gasafvalstromen door de koppeling van een geavanceerd katalysesysteem en een algenbioreactor. 01/09/2009 - 31/08/2013

      Abstract

      Verwerken van gasvormige CO2-, afval-, zij-, en reststromen kan aangepakt worden met algenbioreactoren met als einddoel enerzijds CO2-sequestratie en anderzijds biomassa en olieproductie. Een belangrijke bottleneck is echter de onzuiverheid van de gasstroom en de impact hiervan op de algen. In dit project wordt voorgesteld om een geavanceerd (foto-) katalyseproces te koppelen aan een algenbioreactor. Met de (foto-) katalyse opstelling is het mogelijk om gasstromen te karakteriseren en af te breken naar o.a. water en koolstofdioxide. De geoptimaliseerde koolstofdioxidestroom is een veilige, constante voedingsbron voor de algenbioreactor. Door deze combinatie beogen we de algemene efficiënte van bestaande algenbioreactoren te verhogen en de kwaliteit van de eindproducten te verbeteren.

      Onderzoeker(s)

      • Promotor: Lenaerts Silvia
      • Co-promotor: Heerwegh Kristel
      • Co-promotor: Horvath Joeri
      • Mandaathouder: Vinken Katrien

      Onderzoeksgroep(en)

      Onderzoek en ontwikkeling van Au/TiO2 schuimen voor verwijdering van NOx en VOC's uit omgevingslucht. 01/01/2009 - 31/12/2010

      Abstract

      Het doel van het project is de verwijdering van NOx en VOC uit omgevingslucht door een geïntegreerd luchtzuiveringsproces op basis van fotokatalyse. Hierbij wordt een keramisch schuim ontwikkeld op basis van een fotokatalytisch nanogestructureerd poeder. Verder zal er gepoogd worden om een verbeterde werking te bekomen door Au depositie. Dit alles wordt aangepakt vanuit een procesbenadering waarbij naast wetenschappelijk/technologische ook socio-economische aspecten een rol spelen.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Membraanvervuiling in ondergedompelde membraanbioreactoren. 01/10/2008 - 30/09/2010

      Abstract

      Doelstellingen - ontwikkeling van een online meetsysteem om het membraanvervuilingspotentieel van slib en slibfracties te karakteriseren; - studie van de mechanismen van membraanvervuiling in MBR; - identificatie van membraanfoulingcomponenten; - in kaart brengen van parameters die een invloed hebben op MBR-membraanfouling; - ontwikkeling van een geavanceerd controlesysteem op basis van de opgedane kennis rond membraanvervuiling en de on-line meetresultaten.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Studie naar de chemische en microbiologishce factoren die de corrosie van ballasttanks aan boord van koopvaardijschepen induceren. 01/01/2008 - 31/12/2009

      Abstract

      Corrosie in ballast tanks is een zeer specifieke materie, die door verschillende factoren beïnvloed wordt. Dit resulteert in meerdere corrosievormen, die elk hun eigen invloeden hebben. Het project is ingedeeld in 3 werkpakketten. De bedoeling van het eerste pakket is het formuleren van een protocol van inspectie, het opstellen van een dataformulier en het maken van een doe-het-zelf kit voor staalname. In een 2e fase zullen stalen aan boord worden genomen. Chemische parameters en microbiologische consortia zullen worden geïdentificeerd. Het derde pakket zal door middel van multivariate statistiek een hypothese formuleren ivm de oorzaken van corrosie.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Computational Fluid Dynamics voor het modelleren van de verspreiding van nanodeeltjes. 01/10/2007 - 31/08/2011

      Abstract

      Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds een privé-instelling. UA levert aan de privé-instelling de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

      Opstarten van een onderzoekslijn voor de fysico-chemische behandeling van afgassen en opvolging van het gaszuiveringsproces door middel van gas sensoren. 01/03/2006 - 31/12/2007

      Abstract

      Dit project omhelst de opstart van een nieuwe onderzoekslijn voor de fysico-chemische behandeling van afgassen en procesopvolging door middel van gas sensoren. Een doorvloeireactor wordt gebouwd voor de karakterisatie van de adsorptie en katalytische eigenschappen van metaaloxide materialen. Doelstelling is het verwijderen van schadelijke componenten uit uitlaaat- en afgassen. Deze metingen vormen de basis voor de uitbouw van meer diepgaand basisonderzoek naar het werkingsprincipe van nanogestructureerde metaaloxide materialen (TiO2, SnO2, ZnO, V2O5) gebruikt als sorbent, als katalysator en als sensor.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)