Slechts 30 procent van al het plastic krijgt in Nederland een tweede leven. Kan dat niet beter? De Eindhovense scheikundige Fabian Eisenreich zet energie uit licht in om volledig recyclebaar plastic te maken.
Terwijl de walm van pasgeverfde muren nog in de gangen hangt, laat Fabian Eisenreich in zijn onlangs verbouwde lab een potje met een op gekarameliseerde suiker lijkende substantie zien. ‘Dit is een van de polymeren die we hebben gemaakt met behulp van uv-licht.’
Plastic bestaat uit zulke polymeren: lange ketens van moleculen. Nadat de moleculaire kralen aan elkaar zijn geregen, laten ze niet gauw meer los. Die stevigheid maakt dat plastic materialen niet snel breken en goed tegen hitte kunnen, maar ook dat je niet makkelijk een nieuw product kunt maken van hetzelfde materiaal.
Het recyclen van plastic is vaak niet meer dan het verhitten en ompersen van de polymeerketens, wat ten koste gaat van de kwaliteit van de kunststof. Bovendien krijgt in Nederland maar zo’n 30 procent van al het plastic een tweede leven – de rest verdwijnt in de verbrandingsoven of blijft liggen in de natuur of op straat.
Dat moet beter kunnen, vinden Eisenreich en zijn onderzoeksgroep aan de TU Eindhoven. Zij ontwikkelen polymeren die volledig afgebroken kunnen worden tot hun moleculaire bouwstenen, om die vervolgens weer aan elkaar te rijgen tot gloednieuw plastic. Zo ontstaat er een gesloten plastic-kringloop; oude producten worden weer omgetoverd tot een nieuwe fles of tuinstoel, zonder verlies van kwaliteit of nieuwe grondstoffen.
Ook innovatief: de wetenschappers gebruiken de energie uit licht om de polymeren op te bouwen én ook weer af te breken. ‘De hoop is dat we dit proces ooit kunnen laten werken met zonlicht, de meest duurzame bron van energie.’
De chemische reactie met licht komt dan weer niet uit het gedachtenarsenaal van Eisenreich, maar is al meer dan een eeuw bekend onder chemici. ‘Tijdens de voorbereiding van een college kwam ik deze reactie weer eens tegen. Toen dacht ik: wat nou als je hier polymeren mee kunt bouwen én afbreken?’, vertelt de universitair docent.
Na veel gespeur op het internet moest Eisenreich tot zijn eigen verbazing concluderen dat in de afgelopen 120 jaar niemand anders via deze weg plastic had gemaakt. Scheikundigen zagen de fotochemische reactie vooral als een curiositeit zonder verreikende toepassingen.
Inmiddels is het eerste voorbeeld van een volledig recyclebare polymeer uit zijn lab een feit: een soort lijm om glas aan elkaar te plakken. De uit Berlijn afkomstige chemicus heeft de eerste bevindingen gepubliceerd in het wetenschapsblad Advanced Materials.
‘Dit is een van de vele veelbelovende innovaties voor toekomstige plastic materialen’, reageert Esther van den Beuken van TNO op het onderzoek. Als marktmanager circulaire koolstof werkt zij aan de transitie naar meer herbruikbaar plastic in Nederland. TNO ontwikkelt onder meer recyclingtechnologieën voor afvalstromen, zoals een potentiële technologie met lijm die door stimulering kan loslaten, bijvoorbeeld door magneten. Op die manier zou men onderdelen kunnen hergebruiken of recyclen. ‘Uiteindelijk is vooral belangrijk hoe snel we zo’n techniek kunnen opschalen.’
Van den Beuken ziet dat de transitie naar een circulaire economie nog niet zo vlot verloopt als gehoopt. ‘Op dit moment is het goedkoper voor bedrijven om nieuwe plastics uit olie te maken dan om te recyclen. Ook de hoge energiekosten voor recycling helpen daar niet aan mee. Het is wachten op wetgeving vanuit Europa en stabiel beleid voordat de grote investeringen die hiervoor nodig zijn gedaan kunnen worden.’
Een met licht afbreekbaar waterflesje zul je nog niet snel kunnen kopen. ‘In het begin zal een dergelijk plastic nog veel te duur zijn voor wegwerpproducten’, zegt Eisenreich vanachter zijn bureau. ‘Daarnaast geloof ik dat het stukken duurzamer is als we plastic producten zo vaak als mogelijk hergebruiken. Pas als een gebruiksvoorwerp helemaal aan het eind van z’n Latijn is, kun je het recyclen tot een gloednieuw product.’
Als voorbeeld legt de chemicus een groot uitgevallen witte pastille op zijn hand. Die blijkt een stuk lichter van gewicht dan je op het eerste oog zou verwachten. ‘We proberen nu eerst dit soort aerogels te maken van onze lichtpolymeren. Dat zijn vaste stoffen die voor meer dan 90 procent uit lucht bestaan: een van de lichtste materialen op aarde.’
Aerogels kunnen dienen als zeer efficiënt isolatiemateriaal: je hebt al genoeg aan een dun laagje om de warmte in een huiskamer vast te houden. ‘Zo kun je muren dunner maken en bespaar je weer ruimte, en het is dan ook volledig recyclebaar na een verbouwing.’
De scheikundige denkt al na over hoe de zon kan worden ingezet voor het recyclingproces. ‘Samen met wetenschappers uit Zweden en Italië willen we reactoren bouwen die zonlicht opsplitsen in verschillende kleuren licht. Elke golflengte zou je dan kunnen gebruiken voor het recyclen van een ander soort plastic, maar het zal nog even duren voor dat zover is.’
Rest de vraag: valt zo’n geïsoleerde muur niet uit elkaar als de zon erop schijnt? ‘Voor het afbreken moet je de polymeren eerst mengen met een speciale chemische katalysator, anders blijven ze gewoon intact.’
Voorlopig blijft Eisenreich zijn onderzoek stap voor stap voortzetten. Wie weet plaatsen verbouwers bij de volgende renovatie van de Technische Universiteit wel een wand die is geïsoleerd met een van zijn polymeren.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant