Leuven Chem&Tech brengt diverse expertises samen rond duurzame chemie en bouwt zo mee aan meerdere transitiepaden die ook vervat zijn in het Vlaamse Moonshotprogramma. Meer uitleg door Bart van Duffel, Bert Lagrain en Joost Van Aelst, Innovation Managers bij KU Leuven.
Tekst: Joris Hendrickx
Alle kennis rond duurzame chemie onder één dak
Lagrain: “Bij Leuven Chem&Tech werken de faculteiten ingenieurswetenschappen, bio-ingenieurswetenschappen en chemiewetenschappen sinds enkele jaren in één gedeelde state-of-the-artfaciliteit samen rond uitdagende chemievraagstukken. Van organische syntheselabo’s tot geavanceerde microscopie, alles komt samen in één gebouw van 11.000 m².”
van Duffel: “Het voordeel van in één gebouw te zitten, is dat we zeer interdisciplinair kunnen werken. Het bevordert de kruisbestuiving tussen verschillende disciplines.”
Van Aelst: “Het laat ook toe om bepaalde dure infrastructuur voor geavanceerde analyses te delen, wat een hogere efficiëntie oplevert.”
Lagrain: “Inderdaad, want de kosten voor sommige toestellen zijn voor een individuele onderzoeksgroep nog maar moeilijk om te dragen. Daarnaast beantwoordt het gebouw ook op het vlak van veiligheid aan de nieuwste vormen. Door alle technieken in één gebouw te concentreren, is het gemakkelijker om alle veiligheidsvereisten op elkaar af te stemmen en op te volgen.”
Het voordeel van in één gebouw te zitten, is dat we zeer interdisciplinair kunnen werken. Het laat ook toe om bepaalde dure infrastructuur te delen.
Het gebruik van katalyse in de circulaire en bio-economie
Lagrain: “Binnen mijn programma ontwikkelen we nieuwe processen om fossiele grondstoffen – die momenteel worden gebruikt in materialen en chemicaliën – te vervangen door hernieuwbare koolstof. Er bestaan hiervoor drie bronnen: afval, CO2 en biomassa.”
“Door de moleculen van kunststofafval opnieuw op te splitsen, komen we tot bouwstenen waarmee we nieuwe grondstoffen kunnen maken. CO2 kunnen we gewoon uit de lucht capteren en vervolgens opnieuw gebruiken in chemicaliën.”
“Bij biomassa halen we koolstof uit plantenmaterialen. We werken ook aan nieuwe manieren om hernieuwbare waterstof te synthetiseren. We gebruiken daarbij waterdamp uit de lucht en energie uit de zon om waterdamp te splitsen in waterstof en zuurstof. Die hernieuwbare waterstof kan dan dienen als grondstof voor de chemie.”
Bioraffinage: biomassa omzetten in duurzamere en veiligere materialen
Van Aelst: “Aan de KU Leuven hebben we een unieke bioraffinagetechnologie ontwikkeld om ook vanuit niet-eetbare biomassa toegang te krijgen tot nieuwe chemische bouwblokken. Dat is twee keer duurzaam: het is een alternatief voor fossiele grondstoffen én biomassa vangt ook CO2 op. Door de producten vervolgens te hergebruiken, dragen we nog meer bij aan de CO2-reductie. Bovendien biedt het kansen voor productdifferentiatie.”
“De chemische structuur van biomassa verschilt van die van fossiele grondstoffen. Hierdoor wordt het mits de juiste katalytische processen mogelijk om betere en veiligere producten te ontwerpen. We hebben dit proces al bewezen op laboschaal, dus de volgende stap is nu om het te demonstreren op pilootschaal. We doen dat in het kader van het Vlaamse Moonshotprogramma en in samenwerking met de speerpuntcluster Catalisti. Door de grotere schaal zullen we samen met de industrie ook gemakkelijker applicaties kunnen ontwikkelen.”
Duurzame en resistente membraantechnologie
van Duffel: “Zuivering is een essentieel deel in de productie van molecules. Membraantechnologie speelt daarbij een cruciale rol. Membranen zijn in feite heel duurzaam omdat ze geen gebruik maken van warmte. Hierdoor kunnen ze tot honderd keer minder energie verbruiken dan de klassieke scheidingsprocessen. Binnen onze groep werken we daarom aan de ontwikkeling van zeer resistente membranen (tegen bijvoorbeeld extreme pH’s of solventen) die zo breed mogelijk kunnen worden toegepast, en de opschaling van hun productie op een eigen pilootlijn.”
“Zo ontwikkelden we een membraan dat zeer goed presteert in de scheiding van methaan en CO2. We ontwikkelen dat nu verder om biogas rechtstreeks op het distributienet te kunnen injecteren. Je kan plastics ook recycleren door ze op te lossen in solventen en vervolgens neer te slaan om de zuivere polymeren terug te winnen. We zetten membranen in om daarbij allerlei additieven uit de plastics te halen. Maar ook bij gasscheidingen in de petrochemie zouden we met membranen op wereldschaal een ongelofelijke impact kunnen hebben.”
Door alle technieken in één gebouw te concentreren, is het gemakkelijker om alle veiligheidsvereisten op elkaar af te stemmen en op te volgen.
Bron van hooggeschoold talent en duurzame innovatie
van Duffel: “KU Leuven is dankzij haar strenge normen een bron van zeer degelijk geschoolde mensen voor de chemiesector. Dat gaat om masters, maar velen doen ook een doctoraat waarbij ze jarenlang erg waardevolle praktische ervaring opdoen, veelal op projecten die doordrongen zijn van de duurzaamheidsgedachte. Hierdoor zijn zij zeer geschikt om een verdere carrière uit te bouwen in de chemiesector.”
Van Aelst: “De basisaspecten van duurzaamheid (bijvoorbeeld levenscyclusanalyses) worden ook in de masters al sterk meegegeven.”
Lagrain: “We trachten overigens om de kennis die we genereren en doorgeven aan studenten ook te valoriseren en te beschermen door middel van octrooien. We zijn hierdoor zelfs al meerdere opeenvolgende jaren uitgeroepen tot meest innovatieve universiteit van Europa.”