utilrap2008. - Aandrijvenenbesturen.nl

102
STW-projecten 2002 / Utilisatierapport STW 2008
ORGANICACIDAND
PROTEIN RECOVERY AND
FRACTIONATION USING
DIRECT ACIDIFICATION
BY BIPOLAR MEMBRANE
ELECTRODIALYSIS
ONTWIKKELING VAN
NIEUWE CHELAATLIGAN-
DEN VOOR SPECIFIEKE
ACTINIDE-BINDING BIJ
DE VERWERKING VAN
HOOG-RADIOACTIEVE
PROCESSTROMEN
SYNTHESIS AND
PREPARATION OF A
NEW GENERATION GAS
SEPARATION MEMBRANES
CMOS NANO-WIRE
COMMUNICATION
05739
05751
05776
05791
BCA
BAA
ACA
CCB
projectleider Prof.dr.ing. M. Wessling
totale toewijzing in euro 346.320,00 inkomsten
in euro 54.444,00
projectleider Dr. W. Verboom totale toewijzing
in euro 607.208,33 inkomsten in
euro 95.000,00
projectleider Prof.dr.ing. M. Wessling
totale toewijzing in euro 424.212,00 contracten
Geheimhouding: Shell Research
and Technology Centre; Optie: Parker
Filtration & Separation BV, UT-TNW;
Material Transfer Agreement: VU,
Solvay Pharmaceuticals BV inkomsten
in euro 30.072,04
projectleider Dr.ir. E.A.M. Klumperink
totale toewijzing in euro 491.500,00 inkomsten
in euro 300.000,00
doelstelling Elektrodialyse met bipolaire
doelstelling Het doel van het project was
doelstelling Doel van het project is de
doelstelling Voor nieuwe digitale CMOS
membranen is een technologie waarin
een membraan, bestaande uit een laminaat
van een anionuitwisselingslaag en
een kationuitwisselingslaag, water dissocieert
in protonen en hydroxyl-ionen.
Bipolaire membraanelektrolyse biedt veel
mogelijkheden voor het ontzouten van
fijne chemicaliën met hoog toegevoegde
waarde. Er zijn nog een paar technische
belemmeringen. Het project focusseert
op (a) nieuwe concepten in moduleontwerp
en procesvoering ter voorkoming
van precipitatie van de aangezuurde
organische moleculen in de membraanstack,
en (b) nieuwe concepten voor
het ontwikkelen van kationuitwisseling
membranen welke ‘scaling-resistent’ zijn.
resultaat na 5 jaar
De doelen zijn gehaald.
De drie belangrijkste aspecten die een
rol spelen bij het minder efficiënt verlopen
van membraan-elektrodialyse,
zijn onderzocht: membraanselectiviteit,
concentratiepolarisatie, en membraan
‘scaling’ en ‘fouling’. De nieuwe asymetrische
membranen en geoptimaliseerde
membraan-spacer configuraties lieten
een efficiënter ion-transport zien. Een
mogelijke toepassing ligt in de zuivel
industrie (ontzouten van wei) en in de
chemische industrie (EDTA kristallisatie).
De methode om membraan spacers te
fabriceren is door STW gepatenteerd en
onderhandelingen over de overdracht
van dit patent aan een van de participanten
in het onderzoek is nog gaande
(maart 2008).
gebruiker(s)
Akzo Nobel Chemicals BV,
Arnhem / DMV International, Veghel /
DSM Research BV, Geleen / FuMA-Tech,
Vaihingen-Enz (Duitsland) / IEC NV,
Riemst (België)
een wetenschappelijke bijdrage te leveren
aan het oplossen van het kernafvalprobleem.
Als invalshoek werd gekozen
voor de ontwikkeling van nieuwe americiumliganden
via een combinatoriële
aanpak. Americium (als Am3+) is een
van de hoog radiotoxische elementen,
dat aanwezig is in kernafval. Middels
extractie met organische verbindingen
kan dit element (als kation) uit kernafval
gehaald worden. Hiervoor zijn liganden
nodig met een hoge affiniteit voor Am3+
en een hoge selectiviteit ten opzichte
van het veel voorkomende Eu3+.
resultaat na 5 jaar
Gedurende het project
zijn een vijftal nieuwe platformen
bestudeerd, hetgeen heeft geleid tot
nieuwe inzichten. Vervolgens is het
tritylplatform gebruikt als basis voor de
synthese van in totaal 81 nieuwe Am3+
liganden middels combinatoriële chemie.
Het project heeft aangetoond dat
de toepassing van een combinatoriële
benadering voor het vinden van nieuwe
coördinerende liganden veelbelovend
is. Een split pool ‘tea bag’ benadering
maakt het mogelijk een groot aantal
potentieel nieuwe liganden te synthetiseren
en te analyseren in een relatief
kort tijdsbestek. De ontwikkelde methode
maakt dat voor de analyse van parallelle
rijen van verbindingen de weg naar
het parallelle combinatoriële synthetiseren
van nieuwe, coördinerende liganden
een stap dichterbij is.
gebruiker(s)
Akzo Nobel Functional
Chemicals BV, Amersfoort / COVRA NV,
Vlissingen / Koninklijke DSM NV,
Heerlen / NRG, Petten / Unilever R & D,
Vlaardingen
ontwikkeling van nieuwe polymere gasscheidingsmembranen
voor de scheiding
van koolwaterstoffen. De aanpak
bestaat uit het covalent koppelen van
koolstof C60 (fullerenen of ‘buckyballs’)
als zijgroep aan polymeren
om een zo groot mogelijk vrij volume
te creëren, toegankelijk voor moleculen
uit de gas- of dampfase. Dit moet
resulteren in super-glasachtige
materialen met excellente gas- en
damppermeatie eigenschappen.
resultaat na 5 jaar
De doelen van het
project zijn gehaald. Meerdere
nieuwe materialen voor gasscheidingsmembranen
zijn gesynthetiseerd en
hun gasscheidingseigenschappen zijn
onderzocht. Met name de vinding dat
toevoeging van lage concentraties
van hyper-branched polyesters aan
het membraanpolymeer leidde tot
betere gasscheidingseigenschappen
was verrassend. Deze vinding is
door STW gepatenteerd en in optie
gegeven aan Parker Filtration &
Separation BV. Het onderzoek heeft
verder veel inzicht gegeven in het
gedrag van asymmetrische holle
vezelmembranen. Dit aspect van het
onderzoek heeft geleid tot vervolgprojecten
die nu direct worden
gefinancierd door de bedrijven in de
gebruikerscommissie van het STWproject.
gebruiker(s)
Energieonderzoek Centrum
Nederland, Petten / Parker Filtration &
Separation BV, Etten-Leur / Shell
Global Solutions International BV,
Amsterdam
chip generaties worden de MOS transistoren
wel sneller, maar de datacommunicatie
over dunne lange koperdraden
met toenemende weerstand niet. Doel
is om via gemengde analoog-digitale
circuittechnieken deze datacommunicatie
bottleneck aan te pakken. Concreet
is het doel om de snelheid en betrouwbaarheid
van communicatie over lange
draden op CMOS chips te verbeteren,
met als randvoorwaarde minimaal
vermogensgebruik en chipoppervlak.
resultaat na 5 jaar
Via tweede chiprealisaties
is aangetoond is dat via gemengde
analoog-digitale technieken de datacommunicatie
snelheid over 10 mm
lange draden op CMOS chips aanzienlijk
te verhogen is. Dit kan samengaan
met een zeer laag energieverbruik.
Op dit moment zijn ons geen concrete
producten bekend waarin deze concepten
gebruikt worden. De belangrijkste
uitdaging lijkt nu te liggen in het
inpassen van onze deels analoge ICconcepten
in de digitale design flow. Of
dit zal gebeuren zal mede afhangen van
de digitale architectuur ontwikkelingen
en de behoefte om daarin lange draden
te gebruiken. We hebben onze technieken
ook toegepast op kortere draden
met een lengte van 1-2 mm, waarbij nog
steeds aanzienlijke voordelen te behalen
zijn. Nieuwe bedrijven: AXIOM-IC
(zie http://www.axiom-ic.com/).
gebruiker(s)
Nationaal Instituut voor
Kernfysica en Hoge-Energiefysica,
Amsterdam / NXP Semiconductors,
Eindhoven / NXP Semiconductors,
Nijmegen / Stichting Astronomisch
Onderzoek in Nederland, Dwingeloo /
TNO, ’s-Gravenhage