lager energieverbruik en vergelijkbare inves- teringskosten. Daar staat tegenover dat als er tien jaar geleden een destillatiekolom is aangeschaft die dertig jaar meegaat, je die niet na tien jaar kunt vervangen.” Dat er in Nederland heel wat destillatiekolommen te vinden zijn, wil niet zeggen dat die allemaal vervangen kunnen worden door applicaties met membraantechnologie. “Er zijn bijvoor- beeld kolommen die ethaan en etheen van elkaar scheiden. Die moleculen lijken enorm op elkaar en zijn met membraantechnologie heel lastig van elkaar te scheiden. Ik zeg dus niet dat we alle destillatiekolommen maar weg moeten doen. Dat is niet realistisch, tenminste, niet op korte termijn.”


Molecular organic frameworks Dat sterk op elkaar lijkende moleculen nu nog niet van elkaar kunnen worden geschei- den, wil niet zeggen dat dit a priori onmoge- lijk is. Volgens Nijmeijer kunnen met behulp van zogenaamde ‘molecular organic frame- works’ membranen worden ontwikkeld die nog specifieker, zelfs sterk op elkaar lijkende moleculen van elkaar kunnen scheiden. “Je hebt het dan over een soort sleutel-slot combinatie: er past echt maar één specifiek molecuul op dat membraan. Hoewel ethaan en etheen nagenoeg dezelfde moleculen zijn, is er toch een verschil. Etheen heeft een geconjugeerde dubbele binding tussen twee koolstofatomen, die ethaan niet heeft. Daar kun je dus mee aan de slag. De huidige scheidingstechnologie richt zich met name op het verwijderen van grondstoffen in bulk uit grote volumestromen. Naarmate we meer circulair moeten gaan werken, wordt


Dwarsdoorsnede van een membraanmodule met 10.000 holle vezel membraan van bedrijf Pentair/X- Flow


de noodzaak om heel specifiek te kunnen scheiden, steeds groter.” En dankzij de huidige stand der techniek is het ook mogelijk om hoogtechnologische membranen te ontwikkelen. “We kijken vooral naar de chemie en de moleculaire organisatie. De supramoleculaire chemie, zoals dat heet, heeft een hoge vlucht geno- men en met die kennis kun je heel specifiek materiaalstructuren op moleculair niveau ontwikkelen.”


Afvalwater Maar eigenlijk blijft er aan de afvalkant nog meer liggen dan aan de productiekant. “Tot voor kort kon je waterige afvalstromen nog vrij gemakkelijk lozen,” vertelt Nijmeijer, “dus de inzet van membranen voor het scheiden van afvalwater is nog relatief nieuw in de industrie. Nu kost lozen simpelweg geld en dan wordt het interessant om te kijken naar alternatieven en iets anders te doen met dat water. Een bijkomend voordeel is dat je dat gezuiverde water vaak ook weer in het pro- ces zelf kunt inzetten, dus het mes snijdt dan aan twee kanten. “


Een aantal verschillende polymeer membranen (vlak en holle vezel) voor waterzuivering, het schei- den van ionen en gasscheiding.


Fosfaat Een interessant praktijkvoorbeeld waar Nijmeijer op dit moment aan werkt, is het terugwinnen van mineralen voor de kunst- mestindustrie. “We produceren grote hoe- veelheden dierlijke mest die weliswaar deels worden uitgereden, maar waar je veel meer mee kunt. In mest zit fosfaat en dat is een belangrijke grondstof bij de productie van kunstmest. Membraantechnologie kan een rol spelen in het scheiden en terugwinnen van die fosfaten uit de mest. Een van de za-


ken die we nu aan het onderzoeken zijn is de mogelijkheid om decentraal al water uit die mest te scheiden om te voorkomen dat je waterige afvalstromen moet transporteren.” Ook de procesindustrie weet de onderzoeks- groep van Nijmeijer te vinden. “We krijgen bijvoorbeeld vragen over hoe koelwater te zuiveren is. Aan koelwater wordt doorgaans een mix aan chemicaliën toegevoegd om corrosie in het systeem te voorkomen. Mem- braantechnologie kan daar een rol in spelen. Ik verwacht dat de rol van membraantech- nologie voor de procesindustrie de komende jaren groter zal gaan worden, zeker ook gezien de transitie naar een circulaire eco- nomie: zonder effectieve en efficiënte schei- dingstechnologie kan een circulaire econo- mie simpelweg niet bestaan.”


Gassen en membranen


Niet alle membranen zijn poreus. Voor de scheiding van gassen is het onmo- gelijk om een membraan te creëren waarin de poriën even groot zijn als de gasmoleculen. De kleinste porie is op dit moment zo’n tien keer groter dan een gemiddeld aardgasmolecuul. Toch kan aardgas van CO2


worden geschei-


den door membraantechnologie. De uitdaging daarbij is een membraan te ontwerpen waarin het ene molecuul wel oplost en het andere niet. Lost de CO2


eenmaal op in het membraan, ver-


dwijnt het door diffusie naar de andere kant van het membraan.


39


Page 1  |  Page 2  |  Page 3  |  Page 4  |  Page 5  |  Page 6  |  Page 7  |  Page 8  |  Page 9  |  Page 10  |  Page 11  |  Page 12  |  Page 13  |  Page 14  |  Page 15  |  Page 16  |  Page 17  |  Page 18  |  Page 19  |  Page 20  |  Page 21  |  Page 22  |  Page 23  |  Page 24  |  Page 25  |  Page 26  |  Page 27  |  Page 28  |  Page 29  |  Page 30  |  Page 31  |  Page 32  |  Page 33  |  Page 34  |  Page 35  |  Page 36  |  Page 37  |  Page 38  |  Page 39  |  Page 40  |  Page 41  |  Page 42  |  Page 43  |  Page 44  |  Page 45  |  Page 46  |  Page 47  |  Page 48