Een ketenaanpak met praktische focus
De kracht van BioADD 2.0 zat in de brede ketenaanpak. Het project bracht expertise samen rond het produceren en vermalen van biochar, de productie van masterbatches, compounding, polymeerverwerking en materiaaltesten. Juist die combinatie maakte het mogelijk om niet alleen de potenties van de toepassing van biochar in biopolymeren en composieten te beoordelen, maar ook de verwerkbaarheid en prestaties in eindproducten te testen.
Een belangrijk onderdeel van het project was het maken van biochar-houdende masterbatches. Een masterbatch is een geconcentreerde mix van biochar en polymeer in de vorm van pellets. Deze pellets zijn gemakkelijker te transporteren, te doseren en te mengen dan los poeder. Daarnaast zorgen ze voor een gelijkmatigere verdeling van biochar in het eindproduct, wat de productkwaliteit en mechanische eigenschappen ten goede komt. Dit is relevant voor verdere industriële ontwikkeling.
Voorlopige veldobservaties helpen het project inzicht te krijgen in het gedrag van de folie in verschillende bodem- en weersomstandigheden.
Toepassingen in mestkorrels, landbouwfolie, plantenpotten en clips
In BioADD 2.0 is onder meer gekeken naar toepassingen in mestkorrels, landbouwfolies, plantenpotten en tuinbouwclips. In deze producten komen de noodzaak voor duurzaamheid en functionele prestaties samen. Voor kwekers en fabrikanten is het namelijk niet voldoende dat een materiaal biobased of biologisch afbreekbaar is; het moet in de praktijk ook goed functioneren.
Een belangrijke toepassing was een mestkorrel op basis van biologisch afbreekbaar polymeer, biochar en ureum die de meststoffen langzaam afgeeft. Het polymeer vormt de biologisch afbreekbare matrix, ureum levert stikstof voor de plant en biochar fungeert als koolstofrijke component in de korrel. De resultaten van laboratoriumproeven lieten zien dat de ontwikkelde mestkorrels de voedingsstoffen geleidelijk afgeven en dus kunnen zorgen voor een efficiënter gebruik van nutriënten. Het polymeer was biologisch afbreekbaar. Dit kan bijdragen aan het verminderen van microplastics in de bodem.
Foto hierna: Biologisch afbreekbare polymeer/biochar/ureumkorrels, ontwikkeld voor langzame afgifte van voedingsstoffen.
Bij landbouwfolie speelt naast materiaalkeuze ook de verwerking een belangrijke rol. De folies moeten homogeen zijn, dun genoeg voor praktisch gebruik en voldoende donker om lichtdoorlatendheid te beperken. In het project zijn via blaasfolie-extrusie biologisch afbreekbare folies met biochar geproduceerd. Kleinere biochar-deeltjes dragen bij aan donkerdere en meer homogene folies, wat leidt tot betere lichtblokkering en foliekwaliteit. De eerste experimenten in het veld gaven inzicht in het gedrag van de ontwikkelde folies onder uiteenlopende bodem- en weersomstandigheden.
Ook plantenpotten en tuinbouwclips vormden een logische toepassing. Deze producten worden op grote schaal gebruikt in kassen en kwekerijen en na gebruik vaak verwijderd en weggegooid. Daarmee zijn ze relevant voor biologisch afbreekbare en biobased materiaaloplossingen.
Proeven met plantenpotten gaven inzicht in het gebruik onder tuinbouwkundige omstandigheden.
Afbeelding links: mei 2024. Afbeelding rechts: november 2024
Mechanische eigenschappen als randvoorwaarde
Voor alle genoemde toepassingen zijn de mechanische eigenschappen doorslaggevend. Plantenpotten en klemmen moeten voldoende stijf en sterk zijn, zonder te broos te worden. Landbouwfolies moeten juist dun en homogeen blijven. Een belangrijk deel van het onderzoek van BioADD 2.0 richtte zich daarom op de vraag hoe de deeltjesgrootte, dispersie en samenstelling van biochar doorwerken in eigenschappen als stijfheid, sterkte en taaiheid.
Dat maakt de opbrengst van het project ook voor zakelijke partners relevant. BioADD 2.0 heeft laten zien dat de ontwikkeling van biobased materialen pas echt waarde krijgt wanneer grondstof, verwerking en toepassing in samenhang worden bekeken. Juist in die verbinding tussen materiaalinnovatie en praktische inzet ligt de betekenis van dit project voor de sector.
Partners in de hele waardeketen
BioADD 2.0 bracht partners samen in de hele waardeketen, van biocharproductie en deeltjesverkleining tot polymeerverwerking, productontwikkeling, landbouwtesten en verspreiding. Grote dank aan Eindhoven University, Aeres UAS, Nettenergy, CharcoTec, Betanet, Bato Plastics, NPSP, BB Plants, Varta, Oerlemans Plastics, SIGN en CompositesNL voor de goede samenwerking!
BioADD 2.0 is mede mogelijk gemaakt door Regieorgaan SIA, in het kader van het RAAK-mkb programma.
