Waardevolle biobasedballen uit de biomassasoep vissen

Biomassa is niet zomaar een kant-en-klaar waardevol farmaceutisch product, medicijn, oplosmiddel of olie. Biomassa is nat, bevat naast koolstof en waterstof vaak zuurstof en stikstof en de samenstelling van biomassa verschilt van jaar tot jaar. Er gelden al jaren hooggespannen verwachtingen over een economie die niet langer volledig op fossiele brandstoffen draait maar een transitie maakt naar hernieuwbare grondstoffen als biomassa. “De potentie is er zeker”, zegt Bitter, “maar we moeten het nog wel even doen.” En dat bedoelt hij niet alleen economisch en maatschappelijk, maar ook wetenschappelijk. “Er is nog veel onderzoek nodig, want we weten en begrijpen nog lang niet alles.”

Zoektocht naar kansrijke katalysatoren

Harry Bitter (1969) is een nuchtere wetenschapper. Hij constateert dat de wetenschap al belangrijke stappen heeft gemaakt. Van suiker uit bijvoorbeeld bieten is tegenwoordig door fermentatie melkzuur te maken, waarmee een bioplastic kan worden gemaakt. “Dat doen we steeds beter en de koffie zakt allang niet meer door het bekertje.” Hetzelfde geldt voor barnsteenzuur, ook een top tien biobased chemical, waarmee uit de suikers van wederom bijvoorbeeld de biet onder meer oplosmiddelen kunnen worden gemaakt. Maar in geval van de houtachtige stof lignine ligt het lastiger en is nog veel onderzoek nodig. Lignine wordt wel omschreven als een schatkist bomvol waardevolle grondstoffen, maar de natuur doet er niet voor niets jaren over om een dode boomstam af te breken.

Bitter’s zoektocht bestaat uit onderzoek naar kansrijke hulpstoffen waarmee onder meer het slot op de lignine-schatkist valt te kraken. “Katalysatoren vormen zulke hulpstoffen”, zegt hij. “Zonder dat ze zelf worden verbruikt, helpen ze de chemische omzettings-reacties waarmee de beoogde biobased stoffen worden omgezet of losgeweekt uit hun structuur.”

Chemicaliën als meest kansrijke markt

Katalysatoren genieten vooral bekendheid als de oppervlakken van veelal edelmetalen op nanoschaal waarmee sinds twintig jaar de afbraak van schadelijke stikstofoxiden uit de uitlaatgassen van auto’s wordt versneld. Ook de toepassingen in industriële procestechnologie zijn legio. Harry Bitter is gepokt en gemazeld in de wondere wereld van de katalysatoren. Hij studeerde chemie in Nijmegen, promoveerde op katalyse in Twente en werd universitair docent in Utrecht. Na jarenlang onderzoek naar petrochemische toepassingen, kwam Bitter via het Nederlandse publiekprivate samenwerkingsverband ‘Catchbio’ op het pad van het ontwikkelen van chemisch-katalytische technologie om biomassa om te zetten tot hernieuwbare bouwstenen voor chemie.

De vervaardiging van (basis)chemicaliën rekent Bitter tot de meest kansrijke markt voor biobased toepassingen. “Natuurlijk is een farmaceutische stof waardevoller, maar de markt ervoor is klein. Biobrandstoffen vormen een grote markt, maar de waarde daarvan is daarentegen klein. Biobased chemie zit daar met een goede toegevoegde waarde mooi tussen in”, aldus Bitter.

Marktgericht en fundamenteel onderzoek verbinden

De nieuwe hoogleraar is ook een katalysator in hoogsteigen persoon. Bitter gaat twee vakgroepen (waarvan beide hoogleraren Gerrit van Straaten en Johan Sanders met emeritaat gingen) aan elkaar binden. De leerstoelgroep Biomass refinery and process dynamics gaat op termijn samen met Biobased commodity chemistry. “Biobased chemistry and technology is onze nieuwe naam”, verklapt Bitter.

Hij wil het meer marktgerichte onderzoek laten samenvloeien met fundamenteel onderzoek. Als voorbeeld geeft hij het persen van zonnebloempitten tot olie. “Daarbij blijft een bittere perskoek over die als veevoer kan dienen. Maar met het daarin aanwezige chlorogeenzuur doen dieren niets. Met extractietechnieken en katalysatoren kunnen we die stof vrijspelen waarmee in de chemie onder meer biobased oplosmiddelen kunnen worden gemaakt”, legt Bitter uit. “Dat is een samengaan van universitair onderzoek en toegepast onderzoek dat bij bedrijven plaatsvindt.”

TIPTOP-chemie

En dan zit hij bij Wageningen UR goed, meent Bitter. “We hebben hier uiteenlopende toepasbare kennis van de invloed van droge en natte seizoenen, mestgift en rotatieteelt op bijvoorbeeld de samenstelling van het gehalte aan chlorogeenzuur in zonnebloemen, de zetmeelconcentratie in aardappelen of het suikergehalte in bieten. En ook de veredeling van de landbouwgewassen is belangrijk.” TIPTOP-chemie, noemt hij dat, ‘turning variable input to tailored output’.

Binnen de nieuwe leerstoelgroep zal Bitter fundamenteel inzicht in dienst stellen van toepassingen. “Op die manier kunnen we synergie bereiken tussen de verschillende onderzoekslijnen van de universiteit, onderzoeksinstituten en het bedrijfsleven.”