Je leest:

Autobanden van de toekomst

Autobanden van de toekomst

Auteur: | 8 september 2010

Een betere autoband kan het brandstofverbruik aanzienlijk terugdringen. Prof. dr. ir. Jacques Noordermeer (Universiteit Twente), die een prestigieuze internationale onderscheiding kreeg voor zijn werk, is met zijn vakgroep nauw betrokken bij de ontwikkeling van energiezuinige banden.

Banden spelen een belangrijke rol bij het verlagen van het brandstofverbruik en het terugdringen van de koolstofdioxide-uitstoot van voertuigen. Wereldwijd wordt tweederde van de totale olieconsumptie gebruikt als brandstof voor transportdoeleinden. Het doel van veel onderzoek op dit terrein is dan ook om de hoeveelheid brandstof die daarvoor nodig is te verminderen.

Volgens verschillende onderzoeken is de rolweerstand van een auto direct gerelateerd aan het brandstofverbruik en de CO2-uitstoot. Er wordt gesteld dat de banden verantwoordelijk zijn voor 30% van de CO2-uitstoot van een wagen.
Flickr: Pedronet

De vakgroep Elastomer Technology & Engineering van prof. dr. ir. Jacques Noordermeer is nauw betrokken bij de ontwikkeling van energiezuinige autobanden, zodat er minder brandstof wordt verbruikt. “In onze groep richten we ons op twee dingen; de eerste is de ontwikkeling van energiezuinige banden en de tweede is hoe we oude banden zo goed mogelijk kunnen recyclen,” vertelt Noordermeer.

Jacques Noordermeer, Universiteit Twente

Optimale combinatie

“Van de energie die in de brandstof aanwezig is, gebruikt een auto zo’n 30% effectief. Een derde daarvan ‘verdwijnt’ in de banden in de vorm van rolweerstand", vertelt Noordermeer. “Hoe lager we de rolweerstand kunnen krijgen, hoe beter dat dan natuurlijk is.”

In juli 2012 gaat de nieuwe Europese wetgeving van kracht die vereist dat alle nieuwe autobanden worden voorzien van een energielabel, net als bij wasmachine’s en koelkasten. Daarbij wordt -naast de rolweerstand- ook rekening gehouden met de slipweerstand en het lawaai dat de band maakt. “Het probleem is namelijk, dat als je de rolweerstand zo laag mogelijk probeert te maken, je een slechte slipweerstand krijgt en andersom. Het vinden van het optimaal haalbare is een grote uitdaging,” vertelt Noordermeer.

Band én wegdek

Autobanden en het wegdek kunnen niet los van elkaar geoptimaliseerd worden. Het verlagen van bijvoorbeeld de rolweerstand (lagere koolstofdioxide-uitstoot) kan een afname betekenen van de tractie. Dat wil zeggen dat er minder kracht nodig is om de auto te laten slippen, met alle gevolgen van dien voor de veiligheid.

Om deze redenen zijn een aantal groepen binnen de Universiteit Twente verenigd in het Tire-Road Consortium, zodat het probleem vanaf alle kanten onderzocht en opgelost kan worden. De combinatie van onderzoeksgroepen brengt de benodigde expertise samen op het gebied van bandgedrag, weggedrag en ‘band-wegdek’-interactie. Momenteel zijn 14 voltijds onderzoekers (‘AIO’s’) binnen het Tire-Road consortium actief.

Wanneer autobanden van rubber met silica worden gemaakt, zijn ze niet meer vanzelf zwart. Begin jaren negentig bracht Michelin hierdoor de eerste groene band op de markt: Green X. De kleur sloeg echter niet aan bij het publiek en inmiddels is de band gewoon weer zwart.
Jacques Noordermeer, Universiteit Twente

Vervanger van roet

Autobanden bestaan uit meer dan alleen rubber. Om autobanden voldoende stevigheid te geven werd gewoonlijk 30 tot 40% roet toegevoegd. “Het nadeel van roet is alleen dat het de rolweerstand verhoogt. Daarnaast is het een smerig goedje, ondanks de nuttige rol welke het nog altijd in rubber speelt!” aldus Noordermeer.

Silica (glasbolletjes op nanoschaal) heeft zich bewezen als een goed alternatief, met als groot voordeel dat daarmee de rolweerstand van banden 30% kan verlagen zonder de slipweerstand negatief te beïnvloeden. Een probleem is echter dat silica veel lastiger bindt aan rubber dan roet. Noordermeer: “Daar zijn speciale bindingen voor nodig.” In zijn groep werken twee promovendi aan dit probleem.

Nadeel van de silica-technologie is, dat deze tot nu toe alleen met synthetische rubber (kunstmatige rubber uit een fabriek) kan worden toegepast. Toch wordt op dit moment nog 45% van alle banden gemaakt van natuurrubber. “Natuurrubber is veel sterker dan synthetisch rubber en verder heeft het als voordeel dat rubberbomen zelf ook koolstofdioxide afvangen.” De toepassing van silica-technologie met natuurrubber is het onderzoeksonderwerp voor nog eens drie promovendi.

Rubberrecycling

Wilma Dierkes werkt als universitair hoofddocent in de vakgroep van Noordermeer. Een van de belangrijkste projecten waar zij mee bezig is, is het recyclen van rubberbanden. “Een probleem van autobanden is dat ze niet verteren en zeer moeilijk afbreekbaar zijn in de natuur,” begint Dierkes. “Om een band elastisch en vormvast te maken, wordt hij gevulkaniseerd met zwavel. De kortste weg om banden te recyclen zou zijn om het proces terug te draaien, dus ‘devulkanisatie’, maar dat is niet mogelijk. Het probleem daarbij zit in de gevormde zwavelbruggen,” legt Dierkes uit.

Flickr: usag.yongsan

Momenteel worden de banden voor de recycling dan ook zo fijn mogelijk vermalen. Alle stoffen, zoals textiel en metaal, worden verwijderd, behalve het rubber. Hierna blijft een poeder over waarvan je bijvoorbeeld rubberen tegels maakt die je onder speeltoestellen aantreft. Dit poeder is echter moeilijk te verwerken voor andere toepassingen, omdat het heel stug en droog materiaal is. “De eigenschappen die het ‘oude’ rubber had, gaan ook verloren door dit recycling proces. Slechts een heel kleine percentage kunnen we bijmengen bij nieuwe banden,” vertelt de onderzoekster.

“Wij zijn nu een katalysator aan het ontwikkelen die de zwavelbruggen chemisch kan afbreken, maar verder alle eigenschappen intact laat,” vertelt Dierkes. “Het doel is dat we 50% gerecycled materiaal in de autobanden van de toekomst gaan gebruiken. Voor dakbedekking en vijverfolie hebben we dit al voor 100% bereikt, dus voor autobanden moet het ook gaan lukken!”

George Whitby Award

In april 2010 heeft de Rubber Division van de American Chemical Society aan Jacques Noordermeer de George Whitby Award 2010 toegekend. Deze prestigieuze prijs wordt jaarlijks uitgereikt aan excellente docenten en onderzoekers in de rubbertechnologie.

Lees meer over autobanden of duurzame ontwikkelingen op de weg op Kennislink:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/autoband/duurzame-technologie/biobrandstof/index.atom?m=of", “max”=>"8", “detail”=>"minder"}

Dit artikel is een publicatie van Universiteit Twente (UT).
© Universiteit Twente (UT), alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 08 september 2010

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.