Revolutie in chemie uit Delft

Nieuws | de redactie

12 mei 2010 | Ook Obama's Nobel-minister Steven Chu prijst de nieuwe vinding van NWO, want die maakt chemie van frisdrankflessen tot fleecedekens duurzaam. Onderzoeker Frank Koopman maakte biogebaseerde verbinding die één van de belangrijkste grondstoffen voor plastic kan vervangen.

In de wereldtop voor de chemie

Het Amerikaanse Department of Energy van NobelprijswinnaarSteven Chu [op de foto in zijn lab zelfonderzoekend] noemt de nieuwe stof een vinding in dewereldwijde top twaalf van meest veelbelovende biologische stoffenvoor de chemische industrie. Koopman promoveerde op zijn onderzoekop 12 mei aan de TU Delft. 

Frank Koopman doet onderzoek naar het gebruik van biogebaseerdegrondstoffen voor de productie van chemicaliën en brandstoffen.Biomassa – zoals hout en plantenafval – is soms lastig te gebruikenals grondstof door de aanwezigheid van furaan-aldehydes(5-hydroxymethylfurfural, afgekort HMF, en furfural).

Deze stoffen ontstaan wanneer biomassa wordt omgezet naar vrijesuikers, de basis voor biobrandstof. Koopman ontdekte dat debacterie Cupriavidus basilensis deze vervuilendebijproducten opeet. Bovendien produceert die bacterie het stofjeFDCA. Dat kan één van de grondstoffen van polyethyleen-tereftalaat(PET, bekend van de frisdrankflessen en fleecevesten) vervangen. Indie industrie gaan jaarlijks miljarden om.

Goede spijsvertering

Koopman en zijn collega’s van de TU Delft en BIRDEngineering ontdekten dat de chemische verbinding FDCA(2,5-furaandicarboxylzuur) ontstaat wanneer Cupriavidusbasilensis HMF afbreekt. De onderzoekers brachten het helespijsverteringsstelsel van de bacterie in kaart, onder meer om dezeafbraakroute ook over te kunnen plaatsen naar andereorganismen.

Het enzym dat verantwoordelijk is voor de vorming van FDCA kan, integenstelling tot de meeste chemische routes, HMF volledig omzettentot FDCA. Frank Koopman heeft dit enzym, in samenwerking met NickWierckx, Han de Winde en Harald Ruijssenaars, in de bacteriePseudomonas putida geplaatst. Hiermee kan FDCA oplabschaal in hoge concentraties geproduceerd worden. Dit proceswordt momenteel verder ontwikkeld door BIRD Engineering.

De afbraak van HMF en furfural maakt ook het omzetten van biomassanaar brandstoffen veel goedkoper. Kostbare en milieuonvriendelijkemethoden om deze bijproducten te verwijderen worden namelijkoverbodig. Het gebruik van hout of plantenafval voor de productievan chemicaliën en biobrandstoffen zoals bioethanol heeft alsvoordeel dat deze grondstoffen niet concurreren met devoedselproductie. Hout en plantenafval worden mede dankzij hetonderzoek van Koopman aantrekkelijke alternatieven voor hetproduceren van biobrandstoffen.

B-BASIC

Het onderzoek van Koopman, Wierckx, Ruijssenaars en DeWinde maakt onderdeel uit van het B-BASIC consortium. BinnenB-BASIC (Bio-based Sustainable Industrial Chemistry) werkenNederlandse universiteiten, onderzoeksinstellingen en de industriesamen.

Het programma richt zich op de ontwikkeling van nieuwe conceptenvoor de duurzame productie van energie en chemicaliën. Binnen ditproject werd samengewerkt met de werkgroep bioconversie van TNO.B-BASIC is onderdeel van ACTS (Advanced Chemical Technologiesfor Sustainability), het NWO-platform voor publiekprivaatonderzoek op het gebied van duurzame chemische technologie.