Onderzoeksgroep

Duurzame Energie- en Lucht- en Watertechnologie (DuEL)

Expertise

- Becnhmarking and testen van nieuwe intelligente sensorsystemen zoals eNoses. - Onderzoek met betrekking tot residentiële houtverbranding en end-of-pipe oplossingen.

Gecombineerde ESP/fotokatalyse voor luchtzuivering in ondergrondse parkings: een studie gebaseerd op experimentele analyse en CFD modellering. 01/11/2020 - 31/10/2021

Abstract

Ondanks de dalende emissies van luchtvervuilende stoffen in Europa en Vlaanderen, zijn de advieswaarden van de WGO nog niet binnen bereik. Ondergrondse parkeergarages in het bijzonder bevorderen verhoogde concentraties van verkeersgerelateerde polluenten zoals fijn stof en NOx, aangezien deze accumuleren in het gebouw. Met name geventileerde garages fungeren als hotspots en hebben een grote impact op de plaatselijke luchtkwaliteit, vermits de polluenten actief naar buiten worden verplaatst. Om dit te verhelpen, moet de vervuilde lucht behandeld worden voordat deze het gebouw verlaat. In dit project wordt hiervoor een innovatieve luchtzuiveringstechnologie bestudeerd, die ESP en fotokatalyse combineert en zo fijn stof en NOx simultaan kan aanpakken. In een experimentele studie zal de verwijdering en afbraak van fijn stof en NOx door deze technologie getest worden onder de typische condities in een parkeergarage. Om het effect van het aantal en de exacte locatie van de geplaatste zuiveringstoestellen op de luchtkwaliteit aan de ventilatie-uitlaat te onderzoeken, worden twee bestaande garages aangewend als casestudy. Voor beide parkings wordt een CFD model voor luchtstroming en verspreiding van polluenten ontwikkeld, waarin virtueel de luchtzuiveringstechnologie wordt toegepast. Op deze manier kunnen verschillende configuraties getest worden. Bovendien zal de binnenluchtkwaliteit worden aangepakt door de beschikbare stuwkrachtventilatoren in de garages virtueel aan te sturen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Gecombineerde technologieën voor gelijktijdige bestrijding van luchtverontreiniging. 01/10/2020 - 30/09/2022

Abstract

Luchtzuiveringstechnologieën zijn doorgaans slechts efficiënt tegen één type van polluent. Het is daarom interessant om verschillende technologieën in één systeem te combineren om zo een breder scala aan polluenten in één bewerking te verwijderen. Op deze manier willen we de problemen oplossen die geassocieerd worden met de afzonderlijke technologieën. Om de vele uitdagingen aan te gaan en te onderzoeken hoe gecombineerde technologieën optimaal in één systeem kunnen worden geïntegreerd, zal een multiphysics model worden ontwikkeld voor de gecombineerde technologie, inclusief submodellen voor alle relevante fenomenen. Bovendien wordt testinfrastructuur gebouwd waarmee beide technologieën grondig kunnen worden getest. Op basis van de correlatie van de modelresultaten en experimenten wordt vervolgens een grondige parameteranalyse uitgevoerd om een volledig inzicht te krijgen in de interactie tussen beide technologieën.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Fotocatalytische asfalt wegdekken voor de Haven van Antwerpen: een haalbaarheidsstudie (Port of Future). 01/03/2020 - 30/12/2021

Abstract

Asfaltverhardingen moeten bestand zijn tegen de gevolgen van het weer (d.w.z. UV-, regen- en vries-dooi cycli) en (zware) verkeersbelasting tijdens hun levensduur, met behoud van de noodzakelijke mechanische prestaties, bijv. beperkte spoorvorming, weerstand tegen vermoeidheid en waterbestendigheid, en het bieden van comfortabele en veilige rijomstandigheden wat betreft de oppervlakte-eigenschappen, rekening houdend met de slipweerstand en de textuur. Recentelijk is niet alleen onderzoek gedaan naar de mechanische prestaties of de algehele milieu-impact van asfaltverharding, maar is er ook meer aandacht besteed aan slimme verhardingen, zoals fotokatalytische verhardingen. In de meeste gevallen worden TiO2-nanodeeltjes (halfgeleidermateriaal) gebruikt als fotokatalysator voor diverse doeleinden, meestal voor de fotokatalytische afbraak van lucht- en watervervuiling, omdat het effectief, niet-toxisch, gemakkelijk verkrijgbaar en goedkoop is. Door de enorme oppervlakte van de wegverhardingen en de nabijheid van de uitlaatgassen van auto's wordt het fotokatalytisch vermogen van asfaltwegdekken als veelbelovend voor de luchtzuivering genoemd. TiO2 is in staat om onder UV-licht (slechts 3-5% van het zonnespectrum) te reageren met vervuilende gassen, zoals NOx en SO2, waardoor respectievelijk in water oplosbare nitraten en sulfaten ontstaan, die door de regen gemakkelijk van de asfaltverharding worden verwijderd. Het heeft ook het potentieel om roet, (gemorste) olie en vluchtige organische stoffen (VOS) af te breken. In dit project willen we i) de effecten van het verkeer op de fotokatalytische efficiëntie verder onderzoeken, ii) mogelijke negatieve effecten op de verkeersveiligheid bepalen (slipweerstand) en iii) een in-situ testopstelling ontwikkelen om de NOx-reductie te meten.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

AirTech'byDesign: Technologie en Stadsontwerp samen in de strijd tegen luchtvervuiling in smalle straten. 01/10/2018 - 30/09/2022

Abstract

De slechte luchtkwaliteit in onze steden staat momenteel centraal in het publieke debat rond gezonde leefomgeving en vormt het speerpunt van innovatieve stedenbouw en mobiliteitsbeleid. Vooral de zogenaamde 'street canyons' vormen de meest problematische verkeersaders van onze steden: het zijn smalle binnenstedelijke wegen die aan beide zijden geflankeerd worden door een ononderbroken rij (hoge) gebouwen. In deze straatprofielen ligt de luchtkwaliteit vaak onder de Europese normen en die van de Wereldgezondheidsorganisatie. Zowel stedenbouwkundig ontwerp als technologische oplossingen, zoals fotokatalysatoren, hebben bewezen een krachtig instrument te vormen voor het verbeteren van de luchtkwaliteit en de algemene gezondheid van de bewoners. Dit onderzoek beperkt zich echter vaak tot een enkel domein, sector of discipline (biotechniek of stedenbouw) en is vaak beperkt tot de analyse van de impact van een enkele parameter op de luchtkwaliteit. Ten tweede richten de meest bekende maatregelen zich op het verminderen van de uitstoot van verontreinigende stoffen en bevinden ze zich op een hoger plannings- en beleidsniveau. Op lokaal schaalniveau van verkeersintensieve locaties en deze street cayons ontbreekt systematisch onderzoek naar de mogelijke bijdrage van stadsontwerp en technologische interventies om de luchtkwaliteit te verbeteren. Bovendien is een groep minder bekende verontreinigende stoffen, de zogenaamde vluchtige organische koolstof (VOC), minder gevoelig voor verkeersregels. De behandeling van wegbestrating, wanden en gevels met een fotokatalysator heeft bewezen een bijdrage te leveren aan de verbetering van de luchtkwaliteit. In street canyons zijn de luchtstroomsnelheden echter vaak te laag voor een optimale prestatie van deze fotokatalysatoren. Wijzigingen in het stedenbouwkundig ontwerp (die de luchtcirculatie en de integratie van UV-verlichting verbeteren) kunnen de VOC-emissie in street canyons in de stad verminderen met een minimale milieubelasting. Kortom, wat luchtkwaliteit in street canyons betreft, bestaat er een fundamenteel disciplinair schisma tussen milieu- en stedenbouwkundige ontwerpwetenschappen. Om te kunnen omgaan met de ruimtelijke verdeling van luchtverontreiniging en de hoge drempel om technologische innovatie te introduceren in stadsplanning, wil dit onderzoeksproject milieu- en ontwerpwetenschappen combineren. Daarom besloten de Onderzoeksgroep voor Stedelijke Ontwikkeling (Ontwerpwetenschappen), DuEL en BioGEM (Ingenieurswetenschappen) om samen deze urgente uitdaging aan te pakken. De wetenschappelijke uitdaging die in dit project wordt aangegrepen, is drieledig: (1) Inzicht verwerven in de ruimtelijke en moleculaire verspreiding van VOC in de stedelijke omgeving, met de nadruk op street canyons, (2) Maximaliseren van het effect van ruimtelijke interventies door en fotokatalytische reductietechnieken om de luchtkwaliteit van street canyons te verbeteren; (3) Formuleren van richtlijnen voor het verbeteren van de luchtkwaliteit in street canyons op basis van LCA-metrieken en extrapoleren van de methodologie naar toekomstige technologische verbeteringen. Samen bieden deze uitdagingen een kans om de gezondheidsproblemen onze stedelijke street canyons te verbeteren. Verdeeld over vier werkpakketten en vier jaar, vraagt ​​deze multidisciplinaire aanpak van deze uitdaging om een ​​combinatie van methodologieën, gaande van literatuuronderzoek tot onderzoek door ontwerp, over modellering en casestudy-onderzoek. De Turnhoutsebaan in Antwerpen wordt geselecteerd als casestudy en is representatief voor typische Vlaamse street canyons op het niveau van ruimtelijke structurerende kenmerken (lengte, hoogte-breedteverhouding), verkeersdichtheid, aangetoonde hoge luchtvervuilingsniveaus en de beschikbaarheid (of afwezigheid) van groene infrastructuur.

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)

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)

Ontwikkeling van een continue roetstroom in een laboratorium opstelling. 01/02/2015 - 31/12/2015

Abstract

Roet is één van de belangrijkste oorzaken van gezondheidsproblemen. In ons labo wordt de afbraak van dit roet bestudeerd. Om dit te kunnen doen is het echter belangrijk om roet in de gasstroom te krijgen. In dit project is het dan ook de bedoeling om een systeem te ontwikkelen dat een continue en reproduceerbare stroom van roet creëert die in de bestaande gasopstellingen kan geïmplementeerd worden.

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)

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)