Nieuwe techniek haalt meer soorten plastics uit biomassa

Biomassa is volgens veel wetenschappers een belangrijke duurzame bron voor materialen. Met het koolstof in plantenresten kunnen grote bedrijven al stoffen zoals ethyleen maken, een klein molecuul dat we gebruiken als de basis van het plastic polyetheen. Grote moleculen zoals benzeen, tolueen en xyleen (BTX), stoffen die we aromaten noemen en allemaal een ring van zes koolstofatomen als basis hebben, vormden tot voor kort nog een uitdaging. Maar Groningse onderzoekers van het bedrijf BioBTX hebben nu een proces ontworpen waarmee ze juist deze moleculen vrij makkelijk kunnen maken.

Niet alleen praten

Het idee ontstond oorspronkelijk bij een adviesbureau, wat uiteindelijk leidde tot de oprichting van BioBTX. BioBTX Chief Technology Officer Niels Schenk legt uit: “We wilden niet alleen maar praten, maar ook het goede voorbeeld geven. We werkten veel aan biomassa-vraagstukken en besloten te onderzoeken welke gaten in de markt we eventueel konden opvullen.” Zo ontdekten ze dat slechts twee kleine bedrijven zich bezig hielden met het maken van BTX uit biomassa. “En dat terwijl BTX toch veertig procent is van alle olieproducten die we in Rotterdam maken. Het is onder andere de grondstof voor PET, het plastic dat we gebruiken voor veel drinkflessen.”

De markt leek open te liggen, maar dan moesten ze wel een goede techniek vinden. Ze kwamen uiteindelijk uit bij katalytische pyrolyse, een technologie die onderzoekers twintig jaar geleden al onderzochten met als doel brandstoffen te maken. “Daar deden ze precies wat wij wilden doen: biomassa omzetten in BTX”, vertelt Schenk. “Dat proces was alleen nog niet schaalbaar en efficiënt genoeg, dus hebben wij het in samenwerking met de Rijksuniversiteit Groningen en het chemische bedrijf Syncom verder getest en geoptimaliseerd.”

Drie stappen

Het proces bestaat uit slechts drie stappen. De eerste is zogenaamd thermisch kraken, ook wel pyrolyse genoemd. In dit proces verhit je de biomassa zonder dat je er zuurstof bij laat komen. “De netwerken van koolstof in de biomassa vallen onder die omstandigheden uit elkaar tot kleine stukjes van zo’n twee of drie koolstofatomen lang”, legt Schenk uit. Deze kleine stukjes leid je vervolgens langs een katalysator die ervoor zorgt dat ze op een selectieve manier weer aan elkaar binden. Schenk: “We hebben de katalysator zo ontworpen dat er een mengsel van benzeen, tolueen en xyleen ontstaat.”

Vanwege de hoge temperaturen zijn alle producten op dat moment nog gasvormig, dus in de laatste stap koel je de boel af zodat je een vloeibaar product overhoudt. Dit is dan nog steeds een mengsel, maar dat is volgens Schenk geen probleem omdat veel fabrieken het mengsel gebruiken. “Maar je kunt het ook scheiden als je een van de componenten puur wilt verkopen. Dat is allemaal bekende technologie.”