Zeolieten spelen een sleutelrol in de petrochemische industrie. Maar je kunt die katalysator nog veel efficiënter maken door de poriën te vergroten. Het Leuvense bedrijf Zeopore Technologies levert daarin maatwerk. De Leuvense start-up bouwt met succes voort op baanbrekend onderzoek aan de KU Leuven, dat zich richtte op het verbeteren van mesoporisatietechnologie en de economische toepasbaarheid van mesoporiserende zeolietkatalysatoren. Tegenwoordig maakt Zeopore de processen in olieraffinaderijen en petrochemische fabrieken performanter, duurzamer en kosteneffectiever.
Mineralen
Je kent zeolieten misschien wel van kattenbakvulling, waarin ze het ideale absorptiemateriaal zijn. Maar ook in de aardolieraffinage en petrochemie zijn die mineralen heel belangrijk. En recenter vinden ze tevens hun weg in de omzetting van hernieuwbare grondstoffen, zoals biomassa en plastic afval. Dankzij de poriën in het materiaal kun je de grondstofmoleculen selectief en efficiënt omzetten in de gewenste eindproducten.
Mesoporisatie
Afgezien van hun uitstekende intrinsieke eigenschappen (bv. stabiliteit, kristalliniteit, zuurtegraad), vertonen deze katalysatoren een smalle microporiënstructuur. Dergelijke nauwe poriën veroorzaken echter ook toegangs- en diffusiebeperkingen. Als resultaat wordt slechts een klein deel van het intrakristal oppervlak van zeolieten daadwerkelijk aangewend. “Om dit op te lossen, worden zeolieten ‘gemesoporiseerd’ om de katalytische efficiëntie verder te verhogen door hun poreuze structuur te verbeteren”, zegt Kurt Du Mong, CEO van Zeopore.
“In een oorspronkelijk zeolietkristal zijn de poriën zo klein dat alleen individuele moleculen naar binnen kunnen”, legt Danny Verboekend, CTO van Zeopore, uit. “Wij verbeteren het zeoliet door middel van een behandeling in water of stoom”. Verboekend vervolgt: “Maar als één molecuul erin zit, kan er geen andere meer voorbij. Zoals de nauwe straatjes van Brussel, waar één geparkeerde auto direct een opstopping veroorzaakt. Door nu een extra netwerk van grotere mesoporiën aan het zeoliet toe te voegen, kunnen er tegelijkertijd meer moleculen in en uit het kristal. Dat zorgt voor een grotere katalytische activiteit. Door de porositeit – grootte en aantallen poriën – zeer precies te tunen, kun je tevens grotere hoeveelheden van de meest waardevolle producten maken.”
Waterige oplossingen en stoom
Mesoporeuze zeolieten staan al tientallen jaren bekend om hun uitstekende katalytische prestaties. Ze worden echter commercieel niet ten volle geëxploiteerd vanwege het hoge prijskaartje en de beperkte schaalbaarheid van de processen die nodig zijn om ze op grote schaal te produceren. In 2015-2017 loste baanbrekend onderzoek door Dr. Danny Verboekend het probleem op. Hij was toen werkzaam in het Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse van KU Leuven. Danny Verboekend: “Onze processen zetten standaard commerciële zeolieten om in superieure materialen, door middel van postsynthetische behandelingen in waterige oplossingen in combinatie met stoom. Onze knowhow en technologieën maken het mogelijk om de voordelen van hoogwaardige, toegankelijke zeolieten te combineren met een prijsvoordelig en eigenschap-aanpasbaar fabricageproces.”
Het potentieel was evident en in december 2017 werd Zeopore opgericht met Kurt Du Mong als CEO en Danny Verboekend als CTO. Vandaag bundelt het 5-koppig team tientallen jaren gecumuleerde ervaring en omvat alle belangrijke disciplines uit de business, inclusief technologie, kwaliteit, opschaling en commercialisering.
Verleden
In de afgelopen 3 jaar heeft Zeopore een uniek en aanpasbaar technologieplatform gecreëerd om prijsvoordelig zeolieten te maken die beter presteren en tegelijk goedkoper en beter aanpasbaar zijn. Dit leidt niet alleen tot een grotere output van gewenste producten, maar ook tot een hogere productkwaliteit, een lager energieverbruik en minder afval voor verschillende katalytische processen. Het is toepasbaar op elk commercieel relevant zeoliettype, breed aanpasbaar naar gewenste zeolieteigenschappen, het behoudt de intrinsieke eigenschappen en de processen zijn zeer schaalbaar en kosteneffectief, waardoor het economische karakter van zeolieten in industriële toepassingen behouden blijft.
Du Mong: “Over het algemeen zorgt Zeopore ook voor een hogere graad van duurzaamheid en environmental, social governance (ESG) in zowel fossiele brandstoffen als opkomende toeleveringsketens.” De superieure zeolietkatalysatoren van Zeopore verhogen de procesefficiëntie, wat zich vertaalt in energiebesparing en een beter gebruik van waardevolle grondstoffen of additieven. Op het gebied van chemische plasticrecyclage is Zeopore een pionier in de katalytische valorisatie van afvalplastics als meer waardevol alternatief voor verbranding, waardoor de CO2-uitstoot en het restafval verminderd worden.
Vandaag
Waar staat Zeopore vandaag? “Momenteel werkt Zeopore samen met gerenommeerde partijen aan meerdere toepassingen in verschillende markten”, zegt Du Mong. “We evolueren geleidelijk van het aantonen van de toegevoegde waarde van aangepaste gemesoporiseerde zeolietkatalysatoren naar industriële opschaling en commercialisering in samenwerking met vooraanstaande internationale partijen. In dit opzicht onderzoeken we commercialisering via technologielicenties of bedrijfsmodellen voor productlevering.”
Toekomst
Du Mong concludeert: “De volgende fase in de toekomstige roadmap van Zeopore is het verder aanpasbaar maken van onze productieprocessen aan de industriële eisen van onze partners, industriële runs en commerciële uitrol. Hiervoor zijn we onze technologiepositie verder aan het versterken door diepere inzichten te verwerven in het verband tussen (gemesoporiseerde) zeolitische eigenschappen en de katalytische voordelen hiervan. We zijn klaar voor het stimuleren van een beter presterende en duurzamere olie-industrie, het pionieren van biobrandstoffen en het innoveren van chemische plasticafval recyclage”, besluit Du Mong.
