Majid Hassanizadeh ERC Advanced Grant

Wij analyseren hier live wat er gebeurt als meerdere vloeistoffen en gassen doorsijpelen in de minieme kanaaltjes van een poreus materiaal.
Majid Hassanizadeh
Prof. dr. ir. Majid Hassanizadeh

Transport van vloeistoffen en gassen in poreuze materialen

Civil Engineer Majid Hassanizadeh ontwikkelt met zijn multidisciplinaire onderzoeksteam via experimenten en computersimulaties nieuwe modellen om het transport  van vloeistoffen en gassen in poreuze materialen te beschrijven. Hij richtte het 'Experimental and Computational Laboratory for Porous Media' op, een lab dat nu al kan rekenen op aandacht van internationale bedrijven en onderzoekers. Toepassingen te over: van olievelden tot inktpenetratie in papier en van tissues en filters tot het vrijkomen van methaangas uit bevroren oceaanbodems. Hassanizadeh analyseerde zelfs de verspreiding van een geïnjecteerde chemokuur in hersenen.

Van de bodem naar andere poreuze media

De Geowetenschapper komt uit Iran "Mijn expertise is oorspronkelijk de hydrogeologie: de beweging van water in de ondergrond. Die kennis kon ik vervolgens toepassen op vervuiling van grondwater. Daarna volgde de studie naar de beweging van vloeistoffen in olievelden en de invloed van radioactieve opslag in diepgelegen geologische formaties op de kwaliteit van het grondwater. Uiteindelijk ging ik andere poreuze media, niet zijnde bodem, onderzoeken, bijvoorbeeld brandstofcellen. Een aantal jaar geleden heb ik samen met Professor Helmich uit Stuttgart een internationale vereniging voor poreuze media opgericht. De deskundigen uit verschillende sectoren kenden elkaars werk nauwelijks." Er is nog veel te leren. "De huidige rekenmodellen houden onvoldoende rekening met de interactie van meerdere vloeistoffen met elkaar. In de huidige praktijk van 'reservoir engineering' moeten ze de berekeningen keer op keer aanpassen als de opbrengst van een olieveld niet overeenkomt met de schatting."

Chemische reacties op het grensvlak van twee vloeistoffen

Op verschillende vlakken is vooruitgang mogelijk "De meeste berekeningen zijn gebaseerd op gemiddelden, terwijl de inwerking van vloeistoffen vaak onregelmatig plaatsvindt. Of, als het om een gas gaat, in belletjes. Wij analyseren hier live wat er gebeurt als meerdere vloeistoffen en gassen doorsijpelen in de minieme kanaaltjes van een poreus materiaal. Nu al blijkt dat op de grensvlakken van beide vloeistoffen interacties plaatsvinden die wij via Image Analysis kunnen doorrekenen in modellen. Dat levert betere schattingen op. Het gedrag van de twee vloeistoffen op de grensvlakken kun je ook beïnvloeden en daarmee de verdeling van de vloeistoffen in het poreuze materiaal."

De onderzoekers spitsen zich de komende jaren toe op de doorwerking van inkt in papier, de vloeistofopname van luiers en het transport van diverse vloeistoffen in zand en waterstofbatterijen. Het onderzoek vindt in zowel zandkolommen als in kleine poreuze disks in het lab plaats. Met behulp van een cameraopstelling kan het onderzoeksteam snelle beweging van vloeistoffen in kleine kanaaltjes in beeld brengen. Er zijn elders nog weinig van deze dynamische experimenten gedaan. "We gebruiken een hogeresolutie microscoop, waarmee we het drie-dimesionale patroon van het indringen van inkt in papier en het transport van minuscule deeltjes in zand in beeld brengen. We maken ook computersimulaties. Deze zijn sneller en kunnen waardes opleveren voor bijvoorbeeld de druk in een porie of aan het oppervlak van het grensvlak tussen vloeistoffen."

Hassanizadeh is gericht op wetenschap "Mijn hoofddoel is: het lab behouden en Utrecht een plaats te maken waar onderzoekers en bedrijven aankloppen om meer te weten over Tweefasenstroming: het inwerken van meerdere vloeistoffen in poreuze materie. Oude theorieën maken dan plaats voor nieuwe theorieën."

Tekst: Youetta Visser