Van autoband naar grondstof

Auteur: Kasper Weigand

Wat de Spinozapremie is voor fundamenteel onderzoek, is de Deltapremie voor praktijkgericht onderzoek. Rond het jaar 2000 kwamen de lectoraten op de hogescholen, om het praktijkgerichte onderzoek een boost te geven. "De universiteiten hebben veel fundamenteel onderzoek, kennis die echt van levensbelang is. Maar heel veel zie je in de praktijk niet terug. Daarnaast wordt dit onderzoek vaak opgekocht door de grote bedrijven. Nu was het de bedoeling ook het mkb een push te geven", legt Margie Topp uit. Ze is met haar projecten rondom lastig te recyclen composieten en rubbers één van de twee winnaars van de Deltapremie 2021.

De Deltapremie wordt eens in de twee jaar aan twee lectoren uitgereikt om het praktijkgericht onderzoek een boost te geven. Dat zijn de boegbeelden van het praktijkgerichte onderzoek. Een hele eer. Een van de twee projecten die de komende jaren onder het vergrootglas komt te liggen, is dat van Margie Topp en haar lectoraat Kunststoftechnologie, over het recyclen van autobanden. Het doel is om een methode te ontwikkelen om op industrieel niveau afgedankte autobanden terug te brengen tot grondstof waar weer opnieuw autobanden van kunnen worden gemaakt. Met de Deltapremie is een bedrag van € 500.000 gemoeid, dat Topp mag investeren in het onderzoek. 

Chemisch mechanisch devulkaniseren

Het recyclen van een autoband is geen sinecure. Maar met miljoenen afgedankte autobanden per jaar een absolute must. Een autoband bestaat uit veel verschillende materialen. Banden op passagiersvoertuigen bevatten tot 25 onderdelen en tot 12 verschillende rubbersamenstellingen. UTwente heeft een methode ontwikkeld om autobanden via chemisch mechanisch devulkaniseren terug te brengen tot grondstof waar weer opnieuw autobanden van kunnen worden gemaakt. "Wat het promotieonderzoek aan de UTwente heeft aangetoond is dat het heel belangrijk is om die band eerst uit elkaar te halen", vertelt Topp. De band is als het ware één grote molecuul en als je die in zijn geheel devulkaniseert, ontstaat er een grondstof die wel oké is. "Terwijl als je de band uit elkaar haalt, je de kwaliteit steeds beter kunt maken." Haal bijvoorbeeld het loopvlak eraf, want daar wordt steeds vaker silica in gebruikt en dat verstoort het proces enorm. Op die manier kun je de band weer terugbrengen tot grondstoffen die opnieuw de keten in kunnen. Dit geldt overigens niet alleen voor de UTwente-methode. Ook andere veelbelovende technologieën in de markt, zoals het proces van de Canadese rubberrecycler Tyromer, zullen hiervan profiteren en zijn bij de projecten betrokken. "Wij ambiëren samen met het bedrijfsleven om er weer nieuwe autobanden van te maken. Misschien niet voor 100 procent, maar laten we beginnen bij 10 procent. En dan opwerken naar 30 procent", voorspelt ze. "Uiteindelijk wordt 70 procent van al het rubber gebruikt voor autobanden. Dus als je er een deuk in wilt maken, dan moet het weer terug die band in", weet ze.

Eén van de experimenten tijdens het project hergebruik van end of life composieten: een keukenblok uit composiet.

Er zijn wel meer partijen die zeggen autobanden te recyclen. Ze maken er matten van, of korrels voor op kunstgras. "Dat is ook een vorm van recyclen. We hebben zoveel autoband dat eigenlijk elke vorm goed is. Maar we kunnen niet heel Nederland plaveien met rubber tegels", zegt Topp. En daarom moet het toch weer terug die band in. UTwente maar ook een partij als Tyromer hebben het voorwerk gedaan, Windesheim wil nu het mechanische stuk oppakken. Want hoe ga je dit opschalen? Wat voor machine heb je ervoor nodig? Je zult moeten gaan sorteren. Zomerbanden en winterbanden van elkaar scheiden. En als je dan een grondstof hebt, kun je die dan zomaar weer verkopen? "Waarschijnlijk niet", zegt Topp. "In de chemische industrie moet je namelijk precies weten wat je verkoopt. Daar zijn regels voor. Misschien moeten we de keten zo organiseren dat autobandenfabrikanten hun eigen banden weer terugnemen. Die hebben als enige de kennis over wat ze er precies hebben ingestopt." Maar eerst moeten ze kunnen laten zien dat het kan, op grote schaal. Het sorteren en daadwerkelijk uit elkaar halen van de band. 

Samen met de industrie

Topp weet nog niet tot op welk detailniveau je moeten gaan voor de beste grondstof, ook dat is deel van het onderzoek. Net als duidelijk moet worden wat de carbon footprint van de bewerking is. Bij een eerder onderzoek van collega Albert ten Busschen naar het hergebruik van end of life composieten bleek het alleen interessant als je kon garanderen dat de nieuwe producten een levensduur hadden van tenminste 40 jaar. "Uiteindelijk gaan we dit doen met die hele industrie en alle belangrijke spelers uit de markt hebben in een eerder stadium toegezegd. Ze hebben zich allemaal gecommitteerd aan die projecten die we dan geschreven hebben en die we ingediend hebben", legt Topp uit. De bedrijven stoppen hun kennis, materiaal en hun uren erin. "Die faciliteiten, daar zitten we natuurlijk op te wachten. Aan het vorige project over hergebruik van end of life composieten deden 80 bedrijven mee. Dan heb je zoveel meer faciliteiten die je kunt mobiliseren. Uiteindelijk moet je het met de hele keten doen. En de rubberindustrie is een hele selecte groep. We hebben elkaar nodig."

Door het winnen van de Deltapremie ziet Topp dat ineens alle ogen op haar gericht zijn. "We hebben een hele sterke lead, uit dat promotieonderzoek aan de UTwente en nu gaan we het proberen. Maar normaal doen we dat in stilte." Desalniettemin gaan ze aan de slag. De charme van het lectoraat Kunststoftechnologie is dat er veel verschillende disciplines in verzameld zijn. Er zijn vier opleidingen verbonden aan het lectoraat: werktuigbouwkunde, industrieel productontwerp, civiele techniek en elektrotechniek. Zodat er ook op vier hele verschillende manieren naar het project gekeken kan worden. "Ik denk dat we al snel op vijf jaar zitten voordat we weten wat het project gaat brengen. Hoewel je soms ook een hole-in-one hebt. Dat is de spanning."    

"Soms heb je een hole-in-one. Dat is de spanning."

Testen van robots

Omdat veel onderzoek van het lectoraat Kunststoftechnologie wordt uitgevoerd door stagiaires en afstudeerders, denken ze er in onderwijsperiodes, blokken van 20 weken. Soms parkeren ze iemand die weken bij een bedrijf. "We zijn geen mbo, waar álles met de handjes gebeurt, maar die werktuigbouwers die willen machines bouwen." Een belangrijk onderdeel is het testen van robots. "Hoe moeten we sorteren? Welke robots zijn geschikt? Hoe gaan we die banden herkennen? Dat is de kick van die 20 weken", vertelt ze. "Aan het begin denken de studenten, yes, ik heb zo'n goede opdracht. Na 12 weken zijn ze helemaal depressief, maar na 20 weken hebben ze weer van alles staan. Soms heb je een hele goede afstudeerder, die alles ineens afgraast. Maar soms kom je maar een klein stukje verder en pakt een volgende afstudeerder het verder op. Uiteindelijk hebben we ook nog onze eigen onderzoekers. Je moet kijken hoe je het het beste kunt aanpakken. We werken ook met minorstudenten die in groepjes van drie een project oppakken. Zo is het een rollend geheel. Soms heb je goud en soms hoofdpijn", vat Topp het samen.

De kennis die uit dit onderzoekt voortkomt, wordt weer gedeeld met de bedrijven die eraan meegewerkt hebben. "De UT heeft de kennis over chemisch mechanisch vulkaniseren nooit gepatenteerd. En ons businessmodel is dat we projecten binnenhalen, onderzoek doen en dat bedrijven daar wat aan hebben. Als de bedrijven het oppakken, dan is dat alleen maar heel fijn voor ons. Dan doe je het niet voor niks. Onze rol is om de kennis te verspreiden", besluit Topp.