Wetenschap en industrie bundelen kracht voor betere plasticrecycling

Hoe kunnen we meer plastic recyclen en daarmee voorkomen dat het in de verbrandingsoven belandt? Een consortium van wetenschappers van de Universiteit Utrecht en bedrijven uit de hele plasticrecyclingketen gaat zich de komende vier jaar richten op deze vraag. Samen onderzoeken ze de grootste knelpunten in het chemische recyclingproces en pakken die aan. Het consortium, CLEAN, heeft hiervoor 1,5 miljoen euro subsidie ontvangen van het Nationaal Groeifondsprogramma Circular Plastics NL.

Het was een echte eyeopener voor hoogleraar Bert Weckhuysen en zijn groep, toen zij Renewi in Gent en BlueAlp in Oostende bezochten. “Ineens realiseer je je de complexiteit van recycling”, stelt hij. “De stroom van plastic is zo ontzettend groot, divers en vervuild. Het is een mooie uitdaging om onze wetenschappelijke kennis hier in de praktijk te brengen en direct bij te dragen aan een circulaire economie." Ook onder de promovendi en postdocs was het enthousiasme groot. De bezoeken wekten niet alleen verwondering, maar ook de motivatie om zelf aan de slag te gaan met deze belangrijke maatschappelijke uitdaging.

Kaasverpakkingen

De bedrijfsbezoeken maken deel uit van het project CLEAN (Catalytic Low-temp Efficiency for Advanced decontaminatioN), waarin onderzoekers en bedrijven samenwerken om de recycling van plastic te verbeteren. Het doel is om meer plastic opnieuw te gebruiken en minder te verbranden. Daarbij ligt de nadruk op dunne polyolefinefolies, die veel worden gebruikt in de tuinbouw en als verpakkingsmateriaal. Deze folies zijn lastig te recyclen doordat ze vaak vervuild zijn en verschillende additieven bevatten die specifieke eigenschappen aan het materiaal geven.

Door samen te werken, krijgen wij toegang tot realistische problemen en kunnen wij onze kennis hier beter op afstemmen

Een belangrijk probleem van de folies is de aanwezigheid van een dunne laag etheen-vinylalcohol (EVOH), die ervoor zorgt dat bijvoorbeeld kaas langer vers blijft. EVOH bevat veel zuurstof, waardoor het plastic, na pyrolyse, minder geschikt is voor nieuwe toepassingen. Omdat deze huidige scheidingstechnieken deze laag niet goed kunnen verwijderen, bevatten veel verpakkingen te veel EVOH en eindigen ze vaak alsnog in de verbrandingsoven.

Realistische problemen

Het project wordt geleid door chemici van de Universiteit Utrecht, in samenwerking met partners uit de hele recyclingketen. Van Renewi, dat het afval verzamelt, sorteert en verwerkt tot vlokken, via BlueAlp, dat deze onder hoge temperatuur omzet in olie, tot Shell, dat deze olie verwerkt tot nieuwe grondstoffen voor plastic en chemicaliën. “Door samen te werken, krijgen wij toegang tot realistische problemen en kunnen wij onze kennis hier beter op afstemmen”, aldus Weckhuysen.

Staat van dienst

De sleutel tot betere plasticrecycling in dit project zijn katalysatoren en adsorbents. Katalysatoren zorgen voor chemische reacties en helpen de verschillende soorten plastics van elkaar te scheiden bij lagere temperaturen. Adsorbents binden stoffen aan hun oppervlak, waardoor ze vervuilende componenten uit plasticafval kunnen verwijderen. In dit project worden nieuwe varianten van dit soort katalysatoren en adsorbents ontwikkeld die precies de juiste problemen aanpakken.

Het is ontzettend waardevol om een partner te hebben die expert is op dit gebied

Dat de groep van Weckhuysen zich richt op de chemische recycling van kunststoffen past in een bredere trend. Hoewel de groep een grote staat van dienst heeft op het gebied van katalytisch onderzoek naar de omzetting van zowel fossiele als hernieuwbare grondstoffen in transportbrandstoffen, chemicaliën en materialen, ligt de focus steeds meer op katalytische processen voor de omzetting van CO₂ en niet-eetbare biomassa, en dus ook de chemische recycling van kunststoffen.

Hele keten doet mee

Dat alle partijen uit de keten samenwerken, is uniek. Hoewel ze al langer met elkaar in gesprek waren, is de samenwerking nu veel beter georganiseerd. “Het project is goed gedefinieerd en in combinatie met de subsidie is deelname veel minder vrijblijvend,” zegt Kim Meulebroeks, innovatiemanager bij Renewi. “Ik verwacht dat deze ontwikkelingen de verscheidenheid aan afvalplastics die geschikt zijn voor pyrolyse zullen vergroten. Daardoor zullen de recyclingvolumes toenemen en de hoeveelheid plastic afval die verbrand wordt, afnemen..”

Ook Valentijn de Neve, CEO bij BlueAlp, ziet grote mogelijkheden: “Als we over de hele waardeketen kijken waar we vervuiling het meest efficiënt kunnen verwijderen, levert dat aanzienlijk betere resultaten op dan wanneer we dit per stap bekijken.”

De betrokkenheid van de Utrechtse chemici is volgens de partners onmisbaar. Zij beschikken over de fundamentele kennis van katalysatoren en adsorbents die nodig is voor het project. “Voor ons is dit een compleet nieuwe ontwikkeling. Het is ontzettend waardevol om een kennispartner te hebben die expert is op dit gebied,” aldus Meulebroeks.

De Neve vult aan: “Chemische recycling vindt op grote schaal plaats en we richten ons nu op de volgende uitdaging die deze schaal met zich meebrengt. De expertises in dit consortium vullen elkaar aan en we kijken gezamenlijk naar de beste manier om vervuiling van plastics aan te pakken. We richten ons daarbij op een nog grotere verscheidenheid aan plastic, waardoor we de hoeveelheid afval die wordt verbrand aanzienlijk verminderen.”