Bellenblaasontdekking Utrechtse onderzoekers maakt petrochemische industrie groener
In de petrochemie worden veel producten gemaakt uit aardolie en aardgas, die vervuilend zijn en bovendien opraken. Een belangrijk en duur gas daarin is waterstof. Utrechtse chemici hebben een methode gevonden om waterstof te winnen uit glycerol, het alcohol in bellenblaas dat zorgt voor de mooie grote bellen. Hierdoor is het een groen alternatief voor het winnen van waterstof uit aardgas. Glycerol is immers in overvloed beschikbaar. Volgens een van de makers van de katalysator, de jonge onderzoeksleider Pieter Bruijnincx uit de groep van Bert Weckhuysen, kan glycerol zelfs uitgroeien tot een sleutelmolecuul in de verduurzaming van de chemische industrie.
Met glycerol kan het goedkoper
“De huidige petrochemische industrie is in de loop van de tijd uitgegroeid tot een superefficiënte gestroomlijnde productieketen”, licht Bruijnincx toe. “Uit zo’n acht verschillende sleutelmoleculen die worden gehaald uit ruwe olie en gas in Naftakrakers, zoals olefines en aromaten, maakt het de wel tienduizend verschillende chemicals die we onder andere gebruiken in onze plastics, kleding, verven en medicijnen. Een biobased chemical moet beter of goedkoper zijn om mee te draaien. Glycerol heeft de potentie om zo’n biobased sleutelmolecuul te worden.”
Bruijnincx probeert al jaren met innovatieve katalysatoren en slimme routes de petrochemie meer op het groene pad te krijgen. De fossiele voorraden, zoals aardolie, aardgas of kolen, zijn immers eindig en intensief gebruik leiden tot een klimaatverandering . ‘Je ziet nu met het Amerikaanse schaliegas dat de industrie echt wel reageert als daar goede financiële redenen voor zijn. In schaliegas zitten andere componenten dan in gewoon gas, zodat sommige fabrieken op zoek moeten naar nieuwe leveranciers.’
Positief bijverschijnsel van Europees beleid
“Dat er een enorme voorraad goedkope glycerol beschikbaar is, komt ironisch genoeg door een Europese maatregel. Het is Europees beleid om tien procent biobased brandstoffen in autobrandstoffen bij te mengen. Als bijverschijnsel zitten we met veel afval dat nu nog als afval opgebrand wordt. Dit afval leent zich echter perfect om hoogwaardige chemicals mee te maken. “De biodieselindustrie drijft op subsidiegeld. De aanmaak van elke tien kilo biodiesel geeft 1 kilo glycerol als afval. Voor een Zuid-Koreaanse producent van biobrandstoffen hebben we nu uitgevogeld hoe je het ter plekke zelfs kunt omzetten in het peperdure waterstof.”
De katalysator die Bruijnincx samen met promovenda Dilek Boga ontwikkelde, maakt waterstof efficiënt uit glycerol in een soort hogedrukvat met kokend water. Tot nu toe worden voor waterstofproductie hoge spanningen door een waterbak geleid of wordt aardgas verhit tot hele hoge temperaturen. “Onze katalysator bestaat uit nanodeeltjes van koper en platina op magnesium en aluminiumkorrels.”
Terwijl de Utrechters in het lab waterstof hebben gewonnen uit biodieselafval, wordt hun proces nog niet toegepast. “De afvalsmurrie in een biodieselfabriek is daarvoor te vervuild. De meeste katalysatoren worden getest op glycerol met een zuiveringsgraad van 99,9 procent, maar het glycerol uit een biodieselfabriek is voor 15 procent vervuild. Nadat we getest hebben op echte biodieselsmurrie kwamen we erachter dat kleine zeeprestjes de katalyse tegenwerken. We denken ook dat we weten hoe we de katalysator zo kunnen aanpassen dat hij het ook in de biodieselfabriek goed zal doen.