‘Ontwateren’ biogrondstoffen kan veel energiezuiniger

De biobased grondstoffen die we steeds vaker zullen gebruiken, hebben een groot nadeel: ze bestaan voor een groot deel uit water. Verdampen lijkt dan de simpelste oplossing, maar dit kost erg veel energie: dat wil je juist niet bij de inzet van duurzame grondstoffen. Er zijn andere oplossingen, die elektrisch gestuurd zijn en geen opwarming van het totale volume vergen: bijvoorbeeld hydrogels en membranen. In het project ELECTRIFIED gaan de universiteiten van Wageningen, Twente, Delft, Eindhoven en Groningen samen met acht bedrijven, onderzoek doen naar deze ‘elektrische ontwatering’. Ze verwachten het energieverbruik met 50 tot 90 procent te kunnen terugdringen, schrijft Universiteit Twente (UT) in een persbericht.

Biomaterialen, voedingsstoffen, papierpulp: ze bevatten allemaal veel water, tot wel 95 procent. Bij het transport van deze stoffen, is dus vooral water onderweg: erg inefficiënt. Gaat de stof vervolgens een industrieel proces in, dan moet het water er alsnog uit. Het hele volume verwarmen, zodat het water verdampt, vreet energie: het kan tussen 15 en 25 procent uitmaken van het totale energieverbruik van de industrie en staat dus op gespannen voet met de duurzame doelstellingen. Maar water verwijderen kan ook op een andere manier. Het kan bijvoorbeeld elektrisch, zonder opwarming. De elektriciteit komt daarbij van zon of wind, zodat de hele keten duurzamer wordt.

Hydrogel met pompwerking

Sissi de Beer, UT-onderzoeker in de Sustainable Polymer Chemistry groep en ook opleidingsdirecteur Technische Natuurkunde, denkt daarbij aan materialen die opzwellen door water zolang er geen elektrische veld opgelegd wordt. Is er wèl een elektrisch veld, dan verkleint het materiaal zijn volume en drukt het water eruit. Zo’n materiaal, een ‘electro-responsive hydrogel’ werkt dan als een soort pompje en de Beer gaat het samen met haar collega Mark Hempenius ontwikkelen. De Beer past een vergelijkbare techniek ook toe om juist waardevolle bestanddelen uit een stof te halen, in het project ReCoVR. Daarnaast gaan haar collega’s van andere universiteiten aan de slag met bijvoorbeeld membranen die elektrische geladen zijn, of met elektrische technieken om het water uit de poriën van papierslib te ‘trekken’. Verschillende bedrijven uit de chemie, papierverwerking en de voedingsmiddelenindustrie hebben zich bij het consortium aangesloten. Door het water lokaal te verwijderen, geen compleet volume te verwarmen en gebruik te maken van duurzame energiebronnen, kan het verbruik, naar verwachting, drastisch omlaag: afhankelijk van de toepassing, met tussen de 50 en 90 procent.

‘De groene chemie zorgt voor een aanzienlijke CO2-besparing in de keten’

Met de klimaatdoelen voor 2050 in het vooruitzicht moet ook de chemiesector verduurzamen.

Sleuteltechnologie

In het programma ELECTRIFIED, dat onder leiding staat van prof. Remko Boom van Wageningen University & Research, werkt de UT verder samen met de TU Delft, TU Eindhoven en de Universiteit Groningen, en met de bedrijven Avebe, DSM, VNP, Cosun, Corbion, Andritz, The Protein Brewery en Meam. Het programma valt binnen de Sleuteltechnologieën van het Kennis en Innovatie Convenant (KIC): recent zijn hierin acht nieuwe projecten toegekend (persbericht NWO).