Nieuwe faciliteit bij MARIN biedt meer controle over ons klimaat

Op maandag 19 oktober 2020 heeft Eppo Bruins, Tweede Kamerlid voor de ChristenUnie, officieel ‘The Atmosphere’ geopend, een nieuwe faciliteit bij MARIN. Deze autoclaaf met een lengte van 15 meter en een diameter van 2,5 meter biedt onderzoekers een nieuwe dimensie van controle over variabelen zoals temperatuur, druk, gassamenstelling, vochtigheid en vloeistoffen. Hiermee simuleren ze een breed scala aan omstandigheden en onderzoeken ze oorzaken en oplossingen voor de uitdagingen van vandaag en morgen.

The Atmosphere is een multifunctionele testfaciliteit die wordt gebruikt voor fundamenteel onderzoek, productontwikkeling en procesoptimalisatie. The Atmosphere bestaat uit een nauwkeurig gecontroleerde omgeving waarin onderzoekers de druk, temperatuur en gassamenstelling kunnen regelen om een breed scala aan omstandigheden te simuleren. Hannes Bogaert, grondlegger van The Atmosphere bij MARIN: ‘Temperatuurstijging, broeikasgas, fijnstof, droogte, stijging van de zeespiegel, aerosolen … het klimaat waarin we leven verandert snel, zonder dat we er enige controle over lijken te hebben. The Atmosphere gaat over het terug winnen van controle door onderzoek te doen naar duurzame oplossingen. De gecontroleerde omgeving van The Atmosphere biedt hiervoor unieke mogelijkheden.’

De gecontroleerde omgeving is een cilindrische autoclaaf met een diameter van 2,5 m en een lengte van 15 m. Vloeistoffen en gassen kunnen door de autoclaaf circuleren en hun temperatuur kan onafhankelijk worden geregeld binnen een bereik van 15 ° C tot 200 ° C. In de autoclaaf kan de druk verlaagd worden tot 5 mbar absoluut, en verhoogd worden tot 10 bar absoluut, met een nauwkeurigheid van ± 2,5 mbar. Gassamenstellingen van stikstof, helium, zwavelhexafluoride of stoom / waterdamp kunnen worden ingesteld met een nauwkeurigheid van ± 1 volumeprocent. De autoclaaf van 76,5 m3 is geschikt voor opstellingen tot 8000 kg die op gas- en vloeistofaansluitingen kunnen worden aangesloten.

De autoclaaf is uitgerust met 17 kijkglazen met een diameter van 200 mm, meerdere flenzen voor instrumentatie en doorvoeren voor asaandrijvingen die kunnen worden aangesloten op apparatuur in de autoclaaf. 23 sensoren meten de temperatuur in de vloeistof en het gas. Bovendien wordt de binnenkant van de autoclaaf geobserveerd met 2 hogesnelheidscamera’s (tot 100.000 fps) en 4 lagesnelheidscamera’s (tot 200 fps). Het vloeistofniveau in de opstellingen kan worden gemeten en gecontroleerd binnen een 0,1 mm nauwkeurigheid. De faciliteit is volledig geautomatiseerd en kan 24/7 metingen uitvoeren.

The Atmosfeer is het product van een samenwerking tussen fundamentele wetenschap en toegepast onderzoek. Het is ontworpen en gebouwd binnen SLING, een onderzoeks- en innovatieproject van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Eppo Bruins: ‘Twintig jaar geleden waren dit twee verschillende werelden, maar we zijn erin geslaagd ze te ontwikkelen in een multidisciplinair veld. Deze regering heeft getoond overtuigd te zijn dat kennis de echte motor is van de toekomst van ons land. Het budget voor wetenschap en innovatie is de afgelopen jaren structureel gegroeid en het kabinet is voornemens de uitgaven verder te verhogen via het in september aangekondigde Groeifonds.’

Herry Nijhuis, directeur NWO-domein Toegepaste en Technische Wetenschappen (TTW): ‘The Atmosphere is een unieke faciliteit voor de Nederlandse onderzoeksgemeenschap. En door de bijdrage van NWO staat het open voor alle NWO-partners tegen operationele kosten. Het is heel belangrijk dat dergelijke faciliteiten naar Nederland komen, en de onderzoekers die ermee werken. ‘

De eerste prestatie van The Atmosphere is SLING. SLING brengt de kennis die een optimaal ontwerp en optimale werking van cryogene brandstoftanks mogelijk maakt. De internationale scheepvaartorganisatie wil in 2050 vijftig procent minder C02 uitstoten en zet daarbij in op aardgas, waterstof, et cetera. Op zee moet men deze brandstoffen in vloeibare vorm opslaan door ze extreem te koelen. Hiervoor zijn speciale brandstoftanks nodig die de golfklappen van de klotsende ‘kokende’ brandstof in de tank moeten weerstaan. Wetenschappers in The Atmosphere werken samen met de industrie om de complexe fysica van die golfklappen te ontrafelen.

Eric Dehouck, plaatsvervangend CEO van GTT: ‘De ontwerpbelastingen worden bepaald door klots proeven op schaal 1 op 40. Metingen aan boord van een LNG-tanker lieten zien dat de resultaten van modelproeven op kleine schaal, conservatief zijn. Maar we wilden meer dan dat: we willen voor elk project een optimale balans tussen mechanische sterkte en thermische efficiëntie van de brandstoftank. De enige manier is om onze fysisch inzicht over klotsende cryogene vloeistoffen te verbeteren. Dit is het doel van SLING.’