In een doorbraak die ten goede kan komen aan twee verschillende milieuvriendelijke technologieën, heeft een groep Zwitserse onderzoekers een manier ontdekt om biologisch afbreekbaar plastic te maken van een vervelend afvalproduct van biobrandstof.
De markt voor PLA, een vorm van plantaardig, biologisch afbreekbaar plastic dat al in voedselverpakkingen wordt gebruikt, zal naar verwachting groeien van 360.000 ton in 2013 tot meer dan 1, 2 miljoen ton in 2020. Maar PLA is afkomstig van planten zoals maïs, suiker en tapiocawortels (afhankelijk van de regio). Dus het maken van megaton plantaardig plastic kan betekenen dat we miljoenen hectaren land opzij moeten zetten die anders zouden kunnen worden gebruikt om voedsel te verbouwen.
Maar een groep onderzoekers van het Institute of Chemical and Bioengineering aan de universiteit ETH Zürich, geleid door professoren Konrad Hungerbühler en Javier Pérez-Ramírez, hebben een nieuw proces geschetst voor het maken van PLA met behulp van glycerol, een afvalbijproduct van de productie van biobrandstoffen. Volgens het werk, onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Energy & Environmental Science , bespaart deze techniek energie door een product te gebruiken dat anders vaak wordt afgevoerd in rivieren of wordt gevoed aan vee (ondanks zorgen over de effecten ervan), terwijl het ook 20 procent minder koolstof produceert dioxide dan traditionele methoden.
In plaats van gisting te gebruiken om PLA te maken, zoals gebruikelijk is, werkten de onderzoekers samen met wetenschappers van de Advanced Catalysis Engineering-groep van de universiteit om een aangepaste katalysator te maken. Gemaakt van een microporeus mineraal, en grotendeels ontwikkeld door Pierre Dapsens, een promovendus die werkt met Pérez-Ramírez, bevordert de structuur van de katalysator specifiek het gewenste chemische proces.
Met de stijgende vraag naar biokunststof zou deze methode natuurlijk niet zo nuttig zijn als de hoeveelheid beschikbaar afvalglycerol geen gelijke tred kon houden. Maar Cecilia Mondelli, een senior wetenschapper bij de Advanced Catalysis Engineering-groep in ETH Zürich en een van de coauteurs van de krant, zegt dat dat geen probleem zou moeten zijn.
Volgens Mondelli zal de productie van biodiesel naar verwachting bijna 40 miljoen ton bereiken tegen 2020, en dat ruwe glycerolafval zal ongeveer 10 procent van dat gewicht uitmaken. "Op dit moment", zegt ze, "wijzen alle voorspellingen erop dat de productie van biodiesel zal toenemen en dat de hoeveelheid ruwe glycerol steeds hoger zal zijn."
Voor elke bedrijfstak is winst natuurlijk ook belangrijk. En het team zegt dat, door de kosten te verlagen, hun methode de winst van PLA-productie met wel 17 keer of meer zou kunnen verhogen. Merten Morales, een promovendus in de groep Veiligheids- en milieutechnologie en een van de auteurs van het artikel, zegt meer dan winstgevendheid, dat hun werk een kader biedt voor degenen die deze methode in een nieuwe of bestaande bioraffinaderij willen gebruiken.
"Wat deze wetenschappelijke publicatie in het algemeen aantoont, " zegt Morales, "is de richting om te gaan voor de productie van [PLA], dat er een weg is, er is een kans."
Hij waarschuwt ook dat de methode van het team niet van de ene dag op de andere wordt aangenomen - althans op massale schaal. Hij wijst erop dat de olie-industrie meer dan 50 jaar nodig had om enorme raffinaderijen te bouwen en dat hun werk er meer op gericht is potentiële investeerders te laten zien dat een groene technologie ook voldoende winstgevend kan zijn om levensvatbaar te zijn.
Zelfs als de bioplastische markt dankzij deze nieuwe methode een hoge vlucht neemt, blijft er in de nabije toekomst een grote behoefte bestaan aan op petroleum gebaseerde kunststoffen. PLA (althans in zijn huidige vorm) kan hoge temperaturen niet goed aan. Verwacht dus niet dat het snel in je koffiekopje of magnetronbestek verschijnt.
