De Belgische uitvinders Michel Dusselier en Bert Sels hebben een milieuvriendelijke manier ontwikkeld om bioplastics te produceren. Bij het proces zijn geen fossiele brandstoffen of giftige chemicaliën meer nodig. Hun baanbrekend werk levert het duo een plaats in de finale op van de European Inventor Awards 2023, één van de meest prestigieuze innovatieprijzen in Europa.
Ongeveer 7 miljard van de 9,2 miljard ton conventioneel plastic dat tussen 1950 en 2017 werd geproduceerd, is volgens de Verenigde Naties inmiddels plastic afval geworden. Bovendien worden er tijdens de productie van plastic veel fossiele brandstoffen gebruikt. De uitvinding van Michiel Dusselier en Bert Sels vereist een lager energieverbruik en brengt lagere kosten met zich mee dan de traditionele methoden. En dat terwijl de uitstoot van broeikasgassen aanzienlijk wordt verminderd. Het duo is voor veelbelovende werk uit meer dan 600 kandidaten geselecteerd als finalisten in de categorie ‘Industrie’ van de European Inventor Awards 2023.
Bouwen aan de circulaire economie van bioplastics
Dusselier en Sels willen de productie- en consumptiepatronen van plastic efficiënter maken en de milieueffecten van de plasticproductie verminderen. Dit doen ze door af te stappen van conventionele kunststoffen en zich te richten op de ontwikkeling van milieuvriendelijke bioplastics met de naam polymelkzuur (PLA). Dat PLA wordt gemaakt van melkzuur, een afgeleide van natuurlijke hulpbronnen zoals suiker en houtsnippers. Het traditionele proces om PLA te maken bestaat uit twee stappen waarbij melkzuur wordt omgezet in lactide en waarbij het lactide in het eindproduct slechts 60-70 procent van de oorspronkelijke grondstof bevat.
Dit leidt tot veel afval, waardoor PLA economisch moeilijk kan concurreren met andere kunststoffen. Dusselier en Sels hebben een innovatieve eenstapsmethode ontwikkeld om PLA van hoge kwaliteit te produceren. Hun methode zet melkzuur rechtstreeks om in lactide. Hierdoor wordt een dure extra stap overbodig, waardoor de totale kosten voor de productie van PLA dalen. Ook is de temperatuur 100°C lager dan bij de traditionele methode, wat energie bespaart en de koolstofvoetafdruk verkleint. Bovendien wordt afval geminimaliseerd door hergebruik van bijproducten en ongebruikte grondstoffen.
Vogels kijken inspireert bioconversies
Michel Dusselier is professor aan de KU Leuven in België en heeft onder meer een PhD in Bioscience Engineering. Zijn wetenschappelijke belangstelling voor kunststoffen nam een persoonlijke wending toen hij het onderwerp voor zijn doctoraat bepaalde. Als fervent vogelaar maakte hij zich ernstig zorgen over de effecten van plastic afval toen hij zag hoe enkele albatrossen stierven door het inslikken van plastic. “De omvang van het probleem is tweeledig. Enerzijds breken veel persistente materialen niet af gedurende honderden jaren. Anderzijds zijn ze allemaal gemaakt van grondstoffen uit fossiele brandstoffen”, legt Dusselier uit.
Bert Sels, hoogleraar aan de KU Leuven en medeoprichter van het European Research Institute of Catalysis, richtte eerder een onderzoeksgroep op die zich bezighoudt met het omzetten van cellulose in chemicaliën. Hij werkte samen met Dusselier als een van zijn doctoraatsstudenten aan verschillende ideeën om plastic afval te verminderen en vond later de oplossing in zeolieten, meerbepaald H-Beta, waardoor ze een eenstapsmethode konden ontwikkelen om PLA te maken. “Ik was altijd geïnteresseerd in goed begrijpen wat er gebeurt, zodat je nieuwe kennis als leidraad kunt gebruiken om het verschil te maken. Ik denk dat het nemen van octrooien, waarbij onze contacten binnen de industrie ons helpen om het naar een hoger niveau te brengen, een van onze drijfveren is,” aldus Sels.
lees ook
Meer plastic afval dan ooit tevoren
TotalEnergies toonde belangstelling voor de technologie en verwierf het octrooi. Ondertussen hebben Dusselier en Sels een andere technologie uitgevonden die de derde generatie van lactideproductie voor PLA zou kunnen worden. De winnaars van de European Inventor Awards 2023 worden bekendgemaakt tijdens een hybride ceremonie op 4 juli in het Spaanse Valencia.
Meer informatie over de finalisten is hier terug te vinden.
