Je leest:

Hoe nanotechnologie de olievlek opruimt

Hoe nanotechnologie de olievlek opruimt

Auteur: | 11 mei 2010

Door de ramp met het boorplatform in de Golf van Mexico stromen dagelijks honderdduizenden liters olie de zee in. Alle mogelijke middelen worden nu ingezet om de olie op te ruimen. Zou nanotechnologie betere oplossingen kunnen bieden? Of beter nog: kan met nanotechnologie dit soort rampen worden voorkomen?

Update 14 mei 2010

Wetenschappers hebben vandaag gesteld dat het olielek zo’n veertien keer groter is dan in eerste instantie door oliemaatschappij BP is gemeld. In plaats van 800.000 liter stroomt er dagelijks tot wel 11 miljoen liter olie het lek uit, zeggen ze. BP ontkent dit echter.

De Britse oliemaatschappij BP draait op voor de schade die het geëxplodeerde boorplatform veroorzaakt.

Op 20 april explodeerde het booreiland Deepwater Horizon, in de Golf van Mexico. Het zonk naar de bodem en beschadigde hierdoor een olieleiding op drie plekken. Lekkages waren het gevolg, waaruit de afgelopen weken al zo’n 13 miljoen liter olie is weggevloeid. De omvang van de schade lijkt enorm: volgens het ministerie van Natuur en Visserij van Louisiana, de Amerikaanse staat die 80 kilometer van het olielek ligt, worden meer dan 600 diersoorten bedreigd met uitsterven.

De bestrijding van de olielekken is inmiddels begonnen. Eén van de drie lekkages is gedicht met een op afstand bestuurbaar onderwatervoertuig met een robotarm. De olie uit de andere twee lekken moet opgevangen worden door een hoge hoed. Pogingen om met een enorme koepel het lek af te dekken zijn mislukt.

Plak olie

De Golf van Mexico blijft – ook als alle reddingsoperaties slagen – opgezadeld zitten met een enorme plak olie. Olie is lichter dan water en blijft dus drijven. Zo ontstaat een dunne, maar zeer uitgestrekte laag olie op het wateroppervlak. Inmiddels is die laag olie al groter dan de provincies Groningen en Friesland bij elkaar. Hoe haal je die olie allemaal weg?

Bij een olieramp – en die komen helaas regelmatig voor – kun je dat op meerdere manieren aanpakken. Als de olievlek niet al te groot is, wordt er gewerkt met zogeheten booms: grote schermen die de olie op een plek verzamelen. Vervolgens kan de olie met skimmers, drijvende putten die de olie opzuigen, naar een opslagtank of schip gepompt worden. Schepen kunnen eigenhandig met absorberende stoffen die olie uit het water zuigen. De olie kan ook ter plekke verbrand worden, maar dit veroorzaakt giftige gassen.

De booms en skimmers liggen op vrijwel elke kust klaar om ingezet te worden bij een eventuele olieramp. Aan de rand van de foto zie je de booms. In het midden de drijvende put: de skimmer.

Menselijk haar

De Amerikanen zijn inmiddels ten einde raad en grijpen elk middel aan om zo snel mogelijk de olie weg te halen, zelfs menselijk haar. Ook agressieve chemicaliën worden ingezet die de olie opbreken in kleine druppeltjes. Door verdamping of bacteriën kunnen die druppeltjes vervolgens snel worden opgeruimd. Maar het gebruik van dit soort stoffen – die overigens vaker bij olierampen worden ingezet – is discutabel. Het is aangetoond dat de chemicaliën milieuvervuilend zijn en giftig voor de onderwaterwereld.

Bijkomend probleem van de huidige absorberende middelen is dat ook het water opgezogen wordt, terwijl je puur de olie wilt hebben. Er is dus behoefte aan milieuvriendelijke middelen die snel en effectief olie uit het water kunnen opruimen na een (grote) olieramp. Nanotechnologie ontwikkelt momenteel nanomaterialen die precies datgene doen. Laten we eens twee van die ‘nanosponzen’ beter bekijken.

Web van draadjes

Nature

Je zou het niet direct zeggen, maar deze kluwen van mangaanoxidedraden absorbeert water en olie tot wel twintig keer zijn eigen gewicht. Het web van draadjes vormt een dun membraan van zo’n 50 micrometer dik. Geef je deze nanospons een coating van silicium, dan stoot het water af: het materiaal wordt ‘superhydrofoob’.

Volgens onderzoekers van MIT, die dit nanomateriaal ontwikkeld hebben, kan het twee maanden in water liggen en er alsnog droog uitkomen. De olie die dat water bevat, wordt wel geabsorbeerd. Je kunt de spons vervolgens vrijmaken van olie door het te laten verdampen bij hoge temperatuur. Het siliciumlaagje verdwijnt hiermee ook, maar door een vers laagje aan te brengen kan de nanospons opnieuw gebruikt worden, zo lieten de onderzoekers zien. Veelbelovend, maar mangaanoxide kan ook giftig zijn, dus de meningen zijn nog verdeeld of dit dé oplossing is voor olierampen.

Bevroren rook

Het kleine blokje onder de baksteen is het bewuste Aerogel.

Officieel heet het Aerogel, maar een befaamde bijnaam is ‘bevroren rook’. Dit materiaal heeft de kleinst mogelijke dichtheid van een vaste stof. Het bestaat uit een poreuze structuur van nanodeeltjes silicium. Een gel van silicium wordt onder speciale omstandigheden gedroogd, waardoor dit bijzondere materiaal ontstaat.

Aerogel wordt al in de ruimtevaart gebruikt, omdat het goed werkt als isolator. Daarnaast – en dat is voor onze toepassing belangrijk – kan Aerogel in een specifieke samenstelling van polymeren erg goed olie absorberen. Vorig jaar lieten onderzoekers in Arizona en New Jersey zien dat deze Aerogel tot wel zeven keer zijn eigen gewicht aan olie kon opnemen, met een betere efficiëntie dan andere absorptiemiddelen. Begin dit jaar liet een andere groep onderzoekers zien dat de geabsorbeerde olie bovendien hergebruikt kan worden.

Einde olierampen

Zou het niet beter zijn als je überhaupt geen olie hoeft op te ruimen, ofwel dat dit soort rampen niet meer gebeuren? Ook hieraan kan nanotechnologie bijdragen. Met nanotechnologie kunnen sterkere en lichtere materialen gemaakt worden, waarmee olieleidingen minder makkelijk kapot gaan. Daarnaast kunnen nanosensors eerder waarschuwen voor het kleinste scheurtje dat tot lekkages kan leiden. En, maar dat is misschien wat flauw, nanotechnologie draagt bij aan duurzame energie, waarmee we minder afhankelijk worden van olie – en olierampen.

Daar kopen ze op dit moment in de Golf van Mexico niets voor. Nanotechnologie komt net te laat voor de huidige ramp. Maar, zo beweert Discovery News, als oliemaatschappij BP maar een fractie van al het geld dat ze nu kwijt zijn aan de enorme schade, hadden gebruikt voor de ontwikkeling van een nieuw nanomateriaal, dan waren ze nu uiteindelijk heel goedkoop uit geweest.

Wat vind jij van de veelbelovende nieuwe toepassingen van nanotechnologie? Brengt nanotechnologie een betere wereld, of zijn de risico’s te groot? Geef je mening in de NanoDiscussie van Kennislink!

Meer over olie op Kennislink:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/olie.atom", “max”=>"5", “detail”=>"minder"}

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 11 mei 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.