Je leest:

Biocement

Biocement

Auteur: | 10 oktober 2013
algen (72)
Thema: Algen

Er kunnen potentieel veel interessante stoffen uit algen worden gehaald. Een deel van die stoffen wordt zelfs al op commerciële schaal gewonnen. Ook uit de fractie die na winning van oliën, koolhydraten of eiwitten uit de alg overblijft valt mogelijk nog winst te behalen. Deze restfractie wordt ook wel as genoemd en bestaat uit zouten en mineralen.

Er zijn microalgen van de families diatomeeën en coccolithoforen die voor een groot deel, soms meer dan 30% van hun drooggewicht, uit mineralen bestaan. Deze algen maken om hun cel een soort uitwendig skeletje. Diatomeeën maken dat van silicaat, coccolithoforen van calciumcarbonaat. Deze algen bevatten vaak ook andere interessante stoffen zoals EPA en triglyceriden die als grondstof voor biobrandstof kunnen dienen. Als deze algen in de toekomst op grote schaal gekweekt zouden worden voor de productie van EPA of biobrandstof, dan blijven er dus mineralen over waarvoor het interessant zou zijn om ook een toepassing te vinden.

De mineralen silicaat en calciumcarbonaat die door deze algenfamilies worden geproduceerd hebben onderzoekers op het idee gebracht om algen te gebruiken bij het verduurzamen van cement. De productie van cement is op meerdere manieren belastend voor het milieu. Nu worden de grondstoffen voor cement, voornamelijk klei en kalksteen, uit het landschap gegraven. Wat dat met het landschap doet is te zien rond de Sint Pietersberg bij Maastricht. Actievoerders die jarenlang tegen de cementwinning door de ENCI protesteerden noemden die berg al ‘de holle kies van Maastricht’.

Een nog grotere belasting voor het milieu is de CO2-uitstoot die gepaard gaat met de productie van cement. Cementproductie is verantwoordelijk voor 7% van de door mensen geproduceerde CO2. Ongeveer de helft van die uitstoot wordt veroorzaakt door de verbranding van fossiele brandstoffen om de grondstoffen bij hoge temperatuur in cement om te zetten. Tijdens die verbranding wordt CO2 uit de grondstof calciumcarbonaat (CaCO3) verwijderd en blijft calciumoxide (CaO) over. Dat is de basiscomponent van cement. Deze zogenoemde calcinatie is verantwoordelijk voor de andere helft van de CO2-uitstoot.

De alg Emiliania huxleyi is rijk aan kalk.

Je zou de hoeveelheid CO2 in de productie van cement een kortere kringloop kunnen geven door andere grondstoffen te vinden voor de mineralen, bijvoorbeeld de biomassa uit algen. De ‘kalkskeletjes’ van diatomeeën en coccolithophoren zouden hier een rol in kunnen spelen. Tijdens de groei van die biomassa is CO2 eerst vastgelegd uit de atmosfeer. Daarmee compenseer je dus een deel van het CO2 die tijdens het productieproces weer wordt vrijgemaakt.

De productie van planten of algen zuiver en alleen voor de productie van een goedkoop bulkproduct als cement zal economisch nooit uit kunnen. Wat wel mogelijk is, is het gebruik van reststromen uit algenproductiesystemen. Door algen ook nog eens op afvalwater te laten groeien wordt al geprobeerd om zoveel mogelijk stikstof en fosfaat terug te winnen uit afvalstromen. Als op een vergelijkbare manier ook silicium en calcium door algen uit afvalwater kunnen worden teruggewonnen zouden dus meerdere kringlopen gesloten kunnen worden.

Cement op basis van algen is makkelijker bedacht dan gemaakt. Er zal nog goed gekeken moeten worden naar de eigenschappen van de mineralen die uit de verschillende algen kunnen worden verkregen. Misschien dat mengsels van algen en plantenresten kunnen worden gebruikt bij verschillende verbrandingstemperaturen om as te krijgen met de gewenste eigenschappen voor de productie van cement. De kwaliteit van dit biocement zal moeten worden onderzocht op de mogelijke toepassingen. Omdat de algenbiomassa verschilt van plantenresten heeft het mogelijk voordelige eigenschappen voor de cementproductie.

De beperkte deeltjesgrootte en de fijne structuur lijken bij uitstek voordelig voor cementproductie. Daarnaast bestaat het uitwendige skeletje van coccolithophoren uit losse plaatjes die tijdens de groei los kunnen laten. Deze zijn relatief eenvoudig te scheiden van de rest van de biomassa en het water, waardoor je vrijwel puur calciumcarbonaat overhoudt. Het lijkt daarmee een ideale grondstof om de basis van cement te optimaliseren voordat het de oven ingaat.

Dit artikel is een publicatie van Stichting Biowetenschappen en Maatschappij.
© Stichting Biowetenschappen en Maatschappij, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 10 oktober 2013

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.