Redactie DuurzaamBedrijfsleven.nl 06 februari 2015, 07:45

Deze mestkatalysator heeft mogelijk enorme impact

De productie van kunstmest kost veel energie. Onderzoekers van de Amerikaanse Northwestern University hebben een foto-katalysator ontwikkeld die het proces fors zuiniger kan maken.

Chemie

Ammoniak is de belangrijkste grondstof voor kunstmest. Ammoniakfabrieken zijn verantwoordelijk voor ongeveer 1 procent van het totale energieverbruik wereldwijd. De chemische onderzoekers hebben een katalysator gemaakt die onder invloed van licht stikstof uit de lucht omzet in ammoniak.

“Deze reactie, onder zeer milde condities, is een belangrijke doorbraak,” zegt onderzoeksleider Mercouri Kanatzidis op de site van de Nortwestern University. Volgens Kanatzidis werken wetenschappers al 60 jaar aan deze doorbraak.

De katalysator lijkt op het enzym nitrogenase, dat in de natuur stikstof om in meststoffen. Dit enzym werkt nog veel sneller dan de katalysator die de onderzoekers hebben gecreëerd. “Nitrogenase is in 3 miljard jaar tot zijn huidige vorm geëvolueerd,” zegt Kantzidis aan. ”We zijn erg blij met dit startpunt en werken er nu aan de reactie te versnellen.”

Haber-Bosch

Het materiaal is zwart en kan daardoor op zonne-energie ammoniak maken uit stikstof. Het conventionele productieproces voor ammoniak, genoemd naar de bedenkers Haber-Bosch, vindt plaats bij een extreem hoge druk en een temperatuur van 400 tot 550 graden Celsius.

Als de wetenschappers de reactie weten te versnellen, kan dat een enorme impact hebben op het energieverbruik van de kunstmestproductie.

Bron: Sciencedaily, Northwestern University | Foto: Raymond Bryson, via Flickr Creative Commons (Cropped by DuurzaamBedrijfsleven)

'3D-printen met biomaterialen verandert de wereld'

Dat stellen Ad van Wijk, buitengewoon hoogleraar Future Energy Systems aan de TU Delft, en Iris van Wijk, docent-onderzoeker aan de Hogeschool van Amsterdam. Het duo schreef het boek 3D Printing with Biomaterials waarin zij het voorbeeld van het biobased huis gebruiken om hun stelling uit te werken.Een geprint huis van biobased plastics op basis van suikerbiet vermindert de CO2-voetafdruk met meer dan 60 procent. “We kunnen duurzame en circulaire producten realiseren door 3D-printen te combineren met biomaterialen", zegt Ad van Wijk. "De combinatie van deze innovatieve technologie en nieuwe biomaterialen biedt vele synergetische voordelen.”3D-printen voorkomt materiaal- en energieverspilling doordat overal en op tijd de benodigde hoeveelheid kan worden geproduceerd. Het is al mogelijk om met verschillende materialen te printen, zoals metaal, keramiek, zand, synthetisch materiaal en zelfs met voedsel en levende cellen. Kringloop “De materiaalkringloop kan worden gesloten door de printer te voeden met filament op basis van een biomateriaal zoals bio-based plastics”, zegt Iris van Wijk.Plastics worden meestal vervaardigd uit olie, maar ook uit natuurlijke grondstoffen als suikerbiet en organisch afval. Bio-based plastics kunnen vrijwel geheel de op olie gebaseerde plastics vervangen. Onderzoek The Green Village en de Hogeschool van Amsterdam doen beide onderzoek naar de toepassingen van biomaterialen en 3D-printen. The Green Village is in ontwikkeling op de campus van de TU Delft en brengt wetenschappers, studenten en bedrijven samen om een duurzame en levendige omgeving te creëren waar innovatieve oplossingen worden gevonden voor urgente uitdagingen. De Hogeschool van Amsterdam onderzoekt de toepassingen van bio-based plastics in het onderzoeksprogramma Urban Technology.Bron: The Green Village | foto: The Green Village