Derdejaars-scheikundestudenten hebben dit kwartiel de kans om de kennis die ze in hun eerste studiejaren opdeden, in praktijk te brengen. Vakken als Fysische Transportverschijnselen, Scheidingstechnologie en Reactorkunde gaan nu echt leven voor ze. In het lab in Helix staan 13 opstellingen voor de 72 studenten klaar. Met twee daarvan gaan ze aan de slag, de eerste naar keuze en de tweede wordt aangewezen. Het einddoel is dat studenten het proces dat in de proefopstellingen plaatsvindt, begrijpen. Ze maken een meetplan voor de experimenten en ontwikkelen een computermodel. Halverwege het kwartiel gaan de studenten meten op een tweede opstelling en moeten ze meetdata doorgeven aan de groep die na hen komt. Een van de lesdoelen is namelijk het overbrengen van vergaarde kennis.

Cryogene CO₂-afvang 

Mathy Kelleners staat bij de cryogene CO₂-afvangopstelling. Om hem heen zijn een bubbelkolom, een koeltoren en een opstelling voor membraantransport te zien. Onverstoorbaar legt hij medestudenten uit hoe ze het stikstofvat moeten bijvullen voor een cryogeen experiment. Zijn groepsgenoot Robert Kwant vertelt dat de stikstof -196 graden Celsius is en als doel heeft een spoel zeer koud te maken. “Als daarna een mengsel van stikstof en CO₂ over die tot -150 graden afgekoelde kolom vol glasdeeltjes wordt geleid, vriest de CO₂ aan als droogijs, terwijl de stikstof doorstroomt als gas. We kunnen zo mooi de CO₂ scheiden van de stikstof. Wij schrijven een computerprogramma dat dat proces weergeeft.”

Relevantie

UD Ivo Roghair is met name trots op deze opstelling. “De cryogene CO₂-afvangopstelling is gemaakt voor ons hands-on onderwijs. Los van de huidige relevantie van CO₂-afvangst is deze opstelling voor ons praktijkonderwijs erg leerzaam én spectaculair om in bedrijf te zien.” Hij merkt dat zijn studenten blij zijn om weer fysiek onderwijs te krijgen.

Er zijn nog meer aspecten van belang bij deze installatie. Roghair vertelt dat die gebouwd kon worden op basis van een proefschrift van zijn beste maat. Ook kwamen collega’s van TU Delft op excursie naar het TU/e-lab omdat hun studenten meedingen in de internationale XPRIZE contest in de categorie Carbon removal. Roghair is nu bij het 4TU-team CryoCOP aangesloten als academic advisor. Bij winst komt er in de eerste stap al 250.000 dollar naar Nederland om dit concept verder uit te werken. Mochten ze de eindstreep halen, dan is er een miljoen om misschien op industriële schaal aan de slag te gaan met cryogene CO₂-afvang.

Als laatste bijzonderheid is deze opstelling gebouwd van de studievoorschotmiddelen. Roghair: “Ik vertel de studenten graag dat het geld dat niet is uitgegeven aan basisbeurs voor studenten, tóch bij hen terechtkomt om hun onderwijs te actualiseren en moderniseren.” En als allerlaatste vertelt Roghair nog dat het ontwerp van de opstelling het afstudeeronderwerp is geweest van een bachelorstudent bij CE&C, Giel Bouwman. “Altijd leuk als het mes aan twee kanten snijdt en je iemand een leuke opdracht kunt aanbieden en tegelijkertijd het resultaat kunt gebruiken.”

Destilleren

Ondertussen vertellen andere studenten elkaar hoe je als procestechnoloog met een destillatiekolom moet werken. Jurre van der Ven heeft net gehoord dat ze een propanol-methanolmengsel moeten scheiden en om de tien minuten een sample moeten nemen om de concentraties te meten. “Omdat de moleculen verschillende vormen hebben, kan dat met behulp van lichtbreking en gebruiken we refractiegetallen.”

Groepsgenoot Bas Oomen heeft net aan anderen uitleg gegeven over de bubbelkolom. “Daar blaas je lucht doorheen en je moet iedere seconde meten hoeveel zuurstof in het water wordt opgenomen en daar een computermodel voor schrijven.” De studenten vinden het practicum nuttig, maar voelen zich wel een beetje in het diepe gegooid. “Je kreeg bij de eerste ronde alleen een handleiding bij de opstelling. Nu moeten we ook gegevens van het vorige groepje meenemen.”

Het is niet erg dat studenten individueel de meeste opstellingen niet gebruiken. “In de eindpresentatie zullen ze ontdekken dat ze in feite allemaal hetzelfde hebben geleerd”, zegt Roghair. “Uiteindelijk draait het er in alle gevallen om, om de stroming, warmte en stofoverdracht en chemische reacties te karakteriseren en het model stap voor stap completer te maken. In de eerste week lijkt dat nog een onoverkomelijke uitdaging, maar het practicum helpt studenten in te zien dat ze veel meer kunnen dan ze zelf hadden verwacht.”