Scriptiebank overzicht

Tijdens deze masterproef onderzocht ik hoe de corrosie van vuurvaste materialen in metaalproductieprocessen beter kan worden opgevolgd. Deze speciale keramische materialen beschermen metaalovens tegen extreem hoge temperaturen en agressieve slakken (vloeibare metaaloxiden). Hoewel slakken essentieel zijn om onzuiverheden uit het vloeibare metaal te verwijderen en zo zuivere metalen te produceren, tasten ze de vuurvaste bekleding geleidelijk aan. Deze corrosie vormt één van de belangrijkste oorzaken van de degradatie van vuurvaste materialen en gaat gepaard met aanzienlijke economische en ecologische gevolgen.

Daarom onderzocht ik of elektrische geleidbaarheidsmetingen op hoge temperatuur kunnen worden gebruikt om dit corrosieproces in realtime op te volgen. Daarnaast bestudeerde ik hoe temperatuur, slaksamenstelling en het type vuurvast materiaal het corrosiegedrag beïnvloeden. De resultaten tonen aan dat veranderingen in de elektrische geleidbaarheid rechtstreeks verband houden met het corrosieproces. Bovendien blijkt dat corrosie niet alleen wordt bepaald door de eigenschappen van de slak of het vuurvaste materiaal zelf, maar ook door de reacties aan het grensvlak tussen beide materialen. Daarbij ontstaan reactielagen die het verdere corrosiegedrag beïnvloeden: sommige vormen een beschermende barrière die de aantasting vertraagt, terwijl andere weinig tot geen bescherming bieden.

Zo toont dit onderzoek aan dat corrosie in metaalovens in realtime gemonitord kan worden, wat op termijn kan bijdragen tot een veiligere, efficiëntere en duurzamere metaalproductie.

Batterijen zijn niet meer weg te denken uit ons dagelijks leven. Van smartphones tot elektrische wagens: de vraag naar batterijen groeit razendsnel. Toch gaat de productie van batterijen gepaard met aanzienlijke milieuproblemen: voor elke nieuwe batterij zijn zeldzame grondstoffen nodig die via mijnbouw worden gewonnen en afgedankte batterijen bevatten gevaarlijke stoffen. De overgang naar een zogenaamde circulaire economie, waarbij materialen zo lang mogelijk in omloop blijven en afval tot een minimum wordt beperkt, is dan ook een centrale doelstelling van de Europese Unie. Om die overgang te sturen, vaardigde de EU in 2023 een nieuwe Batterijenverordening uit (Verordening (EU) 2023/1542). Deze masterproef onderzoekt in welke mate die verordening daadwerkelijk bijdraagt aan een circulaire batterijwaardeketen en welke juridische en praktische drempels een effectieve uitvoering in de weg staan. Daartoe werd eerst uitvoerig in kaart gebracht wat de EU verstaat onder circulaire economie, hoe dit concept in de loop van de tijd is geëvolueerd en welke juridische principes eruit voortvloeien. Op basis van wetenschappelijke literatuur en EU-beleidsdocumenten werden negen kernelementen van circulariteit omgezet naar concrete juridische toetsingscriteria. Vervolgens werd de Batterijenverordening aan deze criteria getoetst. De conclusie is genuanceerd. De verordening vormt onmiskenbaar een stap vooruit: de verschuiving van een richtlijn naar een rechtstreeks toepasselijke verordening, de introductie van het batterijpaspoort, de verruiming van de uitgebreide producentenverantwoordelijkheid naar industriële batterijen en elektrische voertuigen en de invoering van strikte recycling- en terugwinningsdoelstellingen zijn substantiële verbeteringen. Dit beeld werd bevestigd door verkennende interviews met Umicore (een batterijrecycler) en Bebat (een OPV), die de ambities van de verordening principieel ondersteunen. Toch vertoont de verordening ook belangrijke juridische tekortkomingen. Ten eerste worden enkele belangrijke eisen, zoals concrete prestatienormen en maximale koolstofvoetafdrukken, pas later uitgewerkt via uitvoeringsregelgeving. Daardoor weten bedrijven nog niet altijd precies waaraan zij zullen moeten voldoen. Bovendien bestaat het risico dat de circulaire ambitie van de verordening later wordt afgezwakt, afhankelijk van hoe streng die uitvoeringsregels uiteindelijk worden ingevuld. Ten tweede vallen batterijen voor elektrische voertuigen, nochtans de grootste en meest impactvolle categorie, niet onder de verplichting om batterijen verwijderbaar en vervangbaar te maken. Ten derde maakt de verordening hergebruik en herfabricage mogelijk, maar geeft zij deze opties geen juridische voorrang op recyclage. Dat wringt met het uitgangspunt dat producten en materialen zo lang mogelijk op hun hoogste waarde moeten worden behouden. Ten slotte ontbreekt een geharmoniseerd handhavingskader. Lidstaten mogen zelf bepalen welke sancties zij opleggen, waardoor het risico bestaat dat de verordening niet overal in de EU even streng wordt toegepast. Op basis van deze bevindingen worden concrete juridische verbeteringsvoorstellen geformuleerd: het opnemen van minimale materiële drempels in de verordening zelf, de uitbreiding van ontwerpverplichtingen naar EVbatterijen, de invoering van financiële prikkels voor waardebehoudende strategieën en een bindend coördinatiemechanisme met aanverwante EU-wetgeving. Dit onderzoek toont aan dat de Batterijenverordening een ambitieus maar juridisch onvolledig instrument is. De circulaire ambitie is reëel, maar de juridische uitwerking schiet op meerdere punten tekort om die ambitie volledig te verzilveren.

This dissertation investigates the design and development of braided Peltier devices for achieving active thermoelectric cooling in shape memory alloy (SMA) actuation mechanisms. The research focuses on the integration of periodically nickel-electroplated thermoelectric fibres into flexible braided textile structures that thermally couple and act as a sheath to SMA wires. By leveraging the Peltier effect within the braid architecture, the system is designed to enhance the thermal management and dynamic response of the SMA-based actuators. The work includes fibre fabrication, braid prototyping, electrical and thermal characterisation, and performance testing of the integrated thermoelectric-SMA smart textile. Results indicate that while passive thermoelectric integration modestly improves actuation timing and force response, active Peltier cooling alone was unable to overcome the dominant effects of Joule heating in the current system. Nonetheless, the trends observed suggest potential for improving thermal management in smart textile systems through enhanced thermoelectric design. The findings contribute to the advancement of flexible, textile-integrated thermoelectric devices and their application in wearables and responsive materials.

Lithium-ion batterijen spelen een belangrijke rol in de wereldwijde verschuiving weg van traditionele fossiele brandstoftechnologieën naar meer duurzame oplossingen voor energieproductie en -opslag. Echter, met de toenemende vraag naar Li-ion batterijen neemt ook de afhankelijkheid van kritieke grondstoffen, waaronder kobalt, toe. Een mogelijke oplossing ligt in de ontwikkeling van kobaltvrije elektroden, wat de afhankelijkheid van schaarse hulpbronnen zou kunnen verminderen. Deze masterthesis richt zich op het bestuderen van de volgende generatie LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) spinel positieve elektroden. Om het optimale ontwerp van Li-ion batterijen met deze LNMO positieve elektrode te modelleren, is het belangrijk om betrouwbare en kwantitatieve waarden te verkrijgen voor onder andere de lithium-ion diffusiecoëfficiënt. Het hoofddoel van deze thesis is daarom het ontwikkelen van een robuust begrip van de evolutie van de lithiumdiffusiecoëfficiënt in dunne film LNMO-elektroden door middel van diverse experimentele benaderingen. Doordat de elektrode een dunne film is in plaats van een composiet, kan een systeem worden gemodelleerd waarin andere componenten zoals bindmiddelen en geleidende toevoegingen worden vermeden. De technieken die worden gebruikt om de diffusiecoëfficiënt te bepalen zijn GITT, PITT en ICI. Met deze technieken kan de evolutie van de diffusiecoëfficiënt als functie van de spanning worden bepaald. De drie technieken resulteren in diffusiviteiten die qua grootteorde verschillen, maar dezelfde trends laten zien. Voor respectievelijk ICI, PITT en GITT worden diffusiecoëfficiënten gevonden die variëren van 10−9 tot 10−13 cm²/s, 10−11 tot 10−13 cm²/s en 10−13 tot 10−15 cm²/s. Door de verschillende technieken te vergelijken, wordt geconcludeerd dat PITT het meest betrouwbaar is om de diffusiecoëfficiënt te bepalen voor dunne film LNMO-elektroden, vooral in het hoge spanningsgebied. Bovendien wordt ook de impact van de dikte van de dunne filmelektrode onderzocht. Dit toonde een gedragsverandering vanaf een dikte van 200 nm.

This thesis analysed the effect on material scarcity of the soaring wind and solar markets
as energy sources, together with the deployment of batteries and the green hydrogen production
as storage alternatives. It classed the impact on raw materials in 3 categories: critical, moderated, limited

In de strijd tegen de opwarming van de aarde en de luchtvervuiling is het van essentieel belang om de uitstoot van broeikasgassen drastisch te verminderen. Aangezien de transportsector verantwoordelijk is voor een aanzienlijk percentage van deze uitstoot, en de auto hierbij de olifant in de kamer is, kan men hier een groot verschil maken. Deze thesis simuleert daarom enkele scenario’s die de CO2-uitstoot van personenwagens kunnen verminderen: meer autodelen, meer recyclage van staal bij de productie van auto’s en meer elektrische salariswagens in plaats van diesel.

Afval van papierindustrie in de strijd tegen de Afrikaanse slaapziekteBiomassa als duurzaam alternatief voor fossiele brandstoffenGezien de eindige reserves aan aardolie en andere fossiele brandstoffen, groeit de laatste jaren het besef dat de mens op zoek dient te gaan naar duurzame bronnen voor brandstoffen en chemicaliën. Energie uit vloeibare brandstoffen kan eventueel vervangen worden door wind- water- of zonne-energie tot zelfs geothermale energie.

I.     NOOD ALTERNATIEVE ENERGIEBRONNENBerekeningen hebben aangetoond dat tegen 2025 ongeveer 7.8 miljard mensen zullen leven op onze planeet[1]. Deze bevolkingstoename leidt, samen met de luxueuze levensstijl en slinkende energievoorraden, tot een dringende zoektocht naar alternatieve bronnen om aan de globale energievraag te voldoen.

De positiebepaling van - een klein aantal - onzuiverheden in germaniumDe dag van vandaag wil iedereen graag snelle en betere computers. Hiervoor is een steeds betere chiptechnologie nodig. De vraag is hoe we zo goed mogelijk aan deze vraag kunnen voldoen. Een mogelijke oplossing is de horizon verruimen door onderzoek te doen naar andere elementen die als basismateriaal kunnen dienen voor de productie van chips. Germanium zou een mogelijkheid kunnen zijn in plaats van het tot nu toe veelvuldig gebruikte element silicium. In germanium kunnen ook onzuiverheden ingevoegd worden.

Licht-uitstralende diodes of leds vind je de laatste jaren op veel plaatsen: je gsm of smartphone, televisietoestellen en verlichting. De voornaamste redenen hiervoor zijn hun laag energieverbruik, lange levensduur en onverwoestbaarheid. Voor de meeste toepassingen heb je geen gekleurd, maar wit licht nodig. In witte leds worden zogenaamde luminescente materialen of fosforen gecombineerd tot het gewenste wit wordt verkregen. Fosforen zijn, met hun kleurrijke lichtemissie, een cruciaal onderdeel van witte leds.

Nieuwe elementaire bouwstenen voor innovatieve toepassingen
 
Dankzij hun uitzonderlijke eigenschappen zijn koolstof nanobuizen de elementaire bouwstenen in tal van innovatieve toepassingen. Hun uitgebreid potentieel sloeg de wetenschappelijke wereld met verstomming. De technologische revolutie staat op het punt in een nanotechnologische revolutie te transformeren.
 
Alles, werkelijk alles wat je je kan inbeelden is opgebouwd uit moleculen. Er bestaan ontzaglijk veel soorten moleculen en door de juiste combinaties ervan krijg je mensen, dieren, planten, planeten, sterren … .