pte20211015005 Produkte/Innovationen, Umwelt/Energie

Medikamente aus dem Solar-Minireaktor

Entwicklung der Universität Amsterdam könnte sogar auf Mond und Mars betrieben werden


So sieht der Prototyp des solaren Minireaktors aus (Foto: uva.nl)
So sieht der Prototyp des solaren Minireaktors aus (Foto: uva.nl)

Amsterdam (pte005/15.10.2021/06:15)

Mit einem neuartigen Minireaktor, der ausschließlich mit solarer Energie betrieben wird, sollen an abgelegenen problemlos Medikamente und Feinchemikalien in nennenswerten Mengen produziert werden können. Das Gerät haben Professor Timothy Noël und Mitarbeiter der Flow-Chemistry-Gruppe des Van 't Hoff Institute for Molecular Sciences der Universität Amsterdam https://www.uva.nl in den Niederlanden entwickelt. 

[b]Licht und Fotokatalysator stupsen die Synthese an[/b]

Die Mini-Anlage basiert auf dem Konzept der Photochemie, also der Umwandlung von Basismaterialien durch Licht in die gewünschten Produkte. „Wir verwenden einen Fotokatalysator, der die Synthese unter Lichteinfluss antreibt", so Noël. Normalerweise werden dazu leistungsstarke Leuchtdioden oder andere Beleuchtungsgeräte eingesetzt. „Aber wir entscheiden uns für Sonnenlicht, um den Reaktor auch fernab von jeglichem elektrischen Netz betreiben zu können", so Noël. Er kann sich sogar vorstellen, seinen Reaktor auf Basisstationen einzusetzen, die auf Mond oder gar Mars errichtet werden., um Energie, Nahrung und Medizin bereitzustellen. 

[b]Rote Photonen sind die treibende Kraft[/b]

Die Entwicklung der Mini-Anlage begann vor rund fünf Jahren, als die Noël-Forschungsgruppe- damals an der Technischen Universität Eindhoven https://www.tue.nl/en/ tätig - eine Platte aus transparentem Kunststoff mit mikrometergroßen Kanälen entwickelte, in denen die chemische Synthese stattfinden sollte. Durch Zugabe von speziellen Farbstoffen entwickelten die Forscher den Kunststoff zu einem Leiter, der wesentliche Teile des Sonnenlichts in rote Photonen verwandelt, die die chemische Umwandlung antreiben.

[b]Kleine Kanäle für große Mengen[/b]

Der nächste Schritt bestand darin, den Konzentrator in einen voll funktionsfähigen Durchflussreaktor zu verwandeln. „Das heißt, wir pumpen ein Gemisch aus Ausgangsmaterial und Fotokatalysator durch die sonnenbeschienenen Kanäle", sagt Noël. „Dort findet die gewünschte chemische Umwandlung statt." Obwohl die Kanäle sehr klein sind, kann ein solcher Strömungsreaktor durchaus relevante Mengen produzieren, wenn er von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang kontinuierlich arbeitet. Noël sieht seinen Mini-Reaktor gegenüber Großanlagen sogar im Vorteil, weil er eine weitaus effektivere Kopplung zwischen Licht und Chemie ermöglicht als bei herkömmlichen Kolbenreaktoren.

Die Forscher rechnete aus, dass ihr Strömungsreaktor problemlos den weltweiten Jahresbedarf an Rosenoxid decken könnte. 600 Minireaktoren von der Größe des Prototyps mit einer Fläche von 0,25 Quadratmetern würde ausreichen. „Die passen locker auf ein Fabrikdach", so Noël.

(Ende)
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