houtzaagsel
In de Tweede Wereldoorlog, toen fossiele brandstof even niet beschikbaar was, werden er veel (vracht)auto’s voorzien van een gasgenerator om op hout, turf, steen- of bruinkool te kunnen rijden. Wetenschappers aan de Katholieke Universiteit Leuven vonden dit geen slecht idee, en kwamen met hun eigen, moderne interpretatie.

In een lab van het Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse zijn onderzoekers erin geslaagd om uit houtzaagsel de bouwstenen van benzine of plastics te halen. De kleine hoeveelheden laten nog niet toe dat een auto getankt kan worden, maar misschien komt straks een beetje van de gewone benzine bij de pomp uit zaagsel.

Deze experimenten gebeurden met zaagsel, maar het kan met alle niet-eetbare plantendelen: hout, stro, gras, katoen of oud papier. Het draait om de cellulose: het hoofdbestanddeel van plantenvezels, dat planten hun stevige vorm geeft. Als je de moleculaire structuur van cellulose bekijkt, zie je een keten glucosesuikers in kristalstructuren. “Om een lang verhaal kort te maken: daarin zitten sterke koolstofketens en die willen we behouden. Maar zonder alles wat daarrond hangt, zoals zuurstof – dat wil je niet in brandstof. Om van cellulose tot koolwaterstofketens te komen, heeft onze onderzoeker Beau Op de Beeck nu een nieuw procedé ontwikkeld”, legt professor Bert Sels uit.

Cellulosebenzine

“Ons eindresultaat is een intermediair product, dat nog een eenvoudige tussenstap vraagt om tot echte benzine te komen. Er is al interesse vanuit de petrochemie. Niet dat onze auto’s snel uitsluitend op cellulosebenzine zullen rijden. Maar zolang we vloeibare brandstof gebruiken, biedt ons product alvast een tussenoplossing. Het kan gebruikt worden als additief, om een deel van de bestaande benzine te vervangen. Europa kan de producenten vragen dat benzine een bepaald percentage ‘groene koolstof’ bevat. Daarvoor gebruikt men nu bio-ethanol, maar dat verlaagt de kwaliteit van de benzine. Onze cellulosebenzine is ook groen, maar verlaagt de kwaliteit niet: omdat het gewoon over dezelfde bouwstoffen gaat als in gewone benzine.”

“Bij de klassieke biobrandstoffen zoals bio-ethanol vertrekt men vanuit zetmeel of cellulose om dan via fermentatie – een gistingsproces – tot bio-ethanol te komen. Wij vertrekken vanuit cellulose, maar we gebruiken een chemisch proces – zonder micro-organismen – en we eindigen met moleculen die in de chemische industrie onmiddellijk bruikbaar zijn. We maken een ‘petrochemisch’ product vanuit biomassa. Daarmee overbruggen we twee werelden: die van de bio-economie en de petrochemie”, zegt doctor Bert Lagrain.

Houtzagerij

Er bestaat momenteel geen industriële installatie die de chemische stap van cellulose naar koolwaterstof kan maken: “Dit is een nieuw type bio-raffinage, waarvoor we een octrooi aangevraagd hebben. We hebben hier in het labo een chemische reactor gebouwd: in de reactor stoppen we zaagsel uit een houtzagerij samen met een katalysator – een stof die het chemisch proces op gang brengt. Bij de juiste temperatuur en druk wordt de cellulose uit het zaagsel op een halve dag omgezet naar verzadigde koolwaterstofketens of alkanen. In ons lab gebeurt dat wel op kleine schaal: het gaat om een paar gram. Maar de stap naar reactoren die op industriële capaciteit kunnen draaien, is niet zo groot.”

Als we op grote schaal brandstof uit cellulose zouden kunnen winnen, wat betekent dat economisch gezien? “Cellulose is vanuit economisch standpunt heel interessant”, vertelt Sels. “Dat heeft te maken met de koolstofketens in grondstoffen als aardolie en schaliegas. Om benzine of chemicaliën te maken, heb je vaak ketens van typisch 5 à 6 koolstofatomen nodig. Aardolie heeft zeer lange ketens: te lang, dus daar moet je knippen. Schaliegas heeft dan weer te korte ketens: die moet je weer verbinden. Er is dus eigenlijk een tekort aan middellange ketens – light nafta in het vakjargon – en die zitten net in cellulose. Op een bepaald moment zal het makkelijker en goedkoper zijn om die uit cellulose te halen dan uit aardolie en schaliegas. Cellulose is bovendien overal beschikbaar; het is plantenafval – in de landbouw concurreert het niet met voedselgewassen. Zeker in Europa, waar we weinig aardolie hebben en niet zo makkelijk schaliegas kunnen winnen, lijkt deze technologie met cellulose me veelbelovend.”

Maar de mogelijke toepassingen gaan veel verder dan benzine, vindt Sels. “De groene koolwaterstoffen kunnen niet alleen gebruikt worden als brandstof, maar ook bij de productie van ethyleen, propyleen en benzeen: de bouwblokken voor plastic, rubber, isolatieschuim, nylon, coatings enzovoort. Die piste vergt nog verder onderzoek naar de onzuiverheden bij de producten, maar ze biedt perspectieven. Op lange termijn is dat waarschijnlijk zelfs een meer duurzame en rendabele toepassing dan het brandstofadditief.”


Meer lezen over: ,

Deel dit artikel

Gerelateerde artikelen

Een goed idee, en zoals met vele goede ideeën, zo oud als de straat.

In feite een pak ouder zelfs. De chemische industrie is ontstaan op basis van houtcellulose.

Reactie plaatsen

Je moet ingelogd zijn om reacties te posten.