Leerstoel Dissolutie Recyclage van Plastic Afval

Context 

Maatschappelijke uitdaging

Plastic is een niet weg te denken materiaal in onze maatschappij. Het biedt vele voordelen als lichtgewicht materiaal en is een essentieel materiaal voor bewaren en bescherming van voeding en, andere materialen en producten, is essentieel in de medische sector voor de energie transitie, etc. Kortom, plastic is in allerhande verschijningsvorming verweven met ons (toekomstig) dagelijks leven.

Helaas heeft plastic twee grote nadelen; het wordt gemaakt van fossiele koolstof en voor recyclage van plastic is geen eenvoudige (economische en/of technische) oplossing. Dit leidt ertoe dat er veel fossiele koolstof nodig is om aan de vraag naar plastic te voldoen en er wordt tegelijkertijd een afvalberg gecreëerd.

In een ideale wereld zou de koolstof niet op deze afvalberg belandden maar ingezet worden ter vervanging van fossiele koolstof. Hiervoor is het essentieel dat er goed uitgewerkte waardeketens en netwerken voor gerecyclede plastic materialen ontstaan. Het gaat niet alleen over de techniek, maar ook over de praktische implementatie. Gebaseerd op goede technologische oplossingen zullen vervolgstappen moeten worden genomen naar economische, maatschappelijke, logistieke en personele implementatie.

Recyclage van plastic

Er zijn verschillende manieren om plastics te recycleren. Dit kan mechanisch, via chemische recyclage of via “dissolution recycling”.

• Plastics zijn opgebouwd uit (verschillende) moleculen die in ketens aan elkaar gekoppeld zijn en bevatten allerlei additieven in functie van verschillende toepassingen. Bij mechanisch recyclen blijft deze molecuulstructuur hetzelfde. Mechanisch recyclen leidt veelal tot kwaliteitsverlies. 
• Bij chemisch recyclen wordt de structuur volledig afgebroken. Dit laatste kost veel energie. Een mogelijke tussenoplossing is dissolution recyclage. Deze technologie biedt mogelijkheden voor een hogere opbrengst dan chemische recyclage, terwijl hogere kwaliteit wordt behaald dan via mechanische recycling. Daarnaast vraagt deze technologie minder energie dan chemische recycling.
• Bij dissolution recyclage wordt het plastic opgelost in een passend oplosmiddel. De molecuulstructuur wordt deels afgebroken en additieven en onzuiverheden worden verwijderd. Dit levert een zuivere vorm van plastic die vrijwel gelijk is aan plastic uit fossiele grondstof en de additieven kunnen ook weer gevaloriseerd worden.

Regionale context

Provincie Zeeland heeft als doel om toe te werken naar een duurzame en circulaire economie. In Zeeland bevinden zich verschillende pioniers  in het domein van dissolution recycling (onder andere PSLoop).

Daarnaast bevindt zich op grondgebied van de provincie een belangrijk deel van de grensoverstijgende haven North Sea Port. In dit grensoverstijgende gebied bevindt zich een verscheidenheid aan afvalverwerkende bedrijven en producenten van kunststoffen en chemische hulpstoffen.

Kortom, er is dus regionaal een hele nieuwe waardeketen rond plastic recycling uit te werken en dissolution recycling op grotere schaal binnen de regio toe te passen. Binnen North Sea Port is het circulair omgaan met grondstoffen, zeker koolstofhoudende grondstoffen, een belangrijk speerpunt. In de bredere regio is er een grote verscheidenheid van plastic producenten en logistieke spelers die eveneens nood hebben aan oplossingen voor deze waardeketen.

Binnen de UGent zijn verschillende onderzoeksgroepen actief op het vlak van vernieuwende recycling technologieën. De onderzoeksgroep LCPE onder leiding van prof. Steven De Meester werkt al jaren op het thema van dissolutie recyclage voor verschillende soorten polymeren en het omgaan met mogelijke verontreinigingen die recyclage verhinderen. Bij het laboratorium voor chemische technologie wordt dan weer gewerkt aan vernieuwend concepten voor chemische recycling (denk aan pyrolyse en gassificatie) onder leiding van Prof. Kevin van Geem. Prof Jo Dewulf bestudeerd de maatschappelijke impact van verschillende nieuwe concepten met collega´s in de onderzoeksgroep Sustainable Systems Engineering.

Doelstellingen

De oprichting van deze leerstoel maakt het mogelijk om het onderzoek rond deze technologie te versnellen en met partners meer aandacht te besteden aan de problematiek van industriële opschaling en de praktische implementatie van nieuwe technologieën.

De leerstoel heeft mede als doel, kennis over dissolutie gebaseerde recyclage technologieën te verspreiden onder stakeholders (industrie, overheid en burgers). Qua industriële stakeholders mikken we op alle spelers in de waardeketen, zoals polymeer producenten, productontwikkelaars, afvalverwerkers en logistieke spelers.  Dit laat ook toe om de acceptatie van de technologie bij alle stakeholders (industrie, overheid, regelgevende organen, burger) te verhogen.

Daarmee maken we deze technologie toegankelijker en vergroten we de kans op toepassing ervan. Via deze leerstoel wordt de beschikbaarheid van de kennis in de regio geborgd. Dit is essentieel om toekomstige waardeketens en netwerken te voorzien van voldoende technische kennis en het regionale arbeidspotentieel te vergroten.

UGent kan zich via deze leerstoel, mede met de kennis die al opgebouwd werd in de voorbije jaren, profileren als het referentiepunt voor dissolution recycling.

Thema’s op gebied van de technologie die in de leerstoel aan bod zullen komen, zijn onder andere selectie van (groene) solventen, stabiliteit van de solventen bij contact met onzuiverheden, opschaling en robuustheid van de technologie bijvoorbeeld door continue precipitatie en het verder verwijderen van problematische additieven zoals vlamvertragers en pigmenten.

Een stuurgroep bestaande uit academici en vertegenwoordigers van de donateurs zal toezicht houden op de activiteiten en ondersteunen met het zoeken naar nieuwe kansen om het thema verder uit te werken.

Schenker(S)

Periode

              11/2025 - 10/2029

Promotor

Prof. dr. ir. Steven De Meester is sinds 2016 hoofddocent aan de Vakgroep Groene Chemie en Technologie (Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen). Na zijn opleiding bio-ingenieurswetenschappen ging hij bij de onderzoeksgroep EnVOC aan de slag. Hij werkte er als duurzaamheidsadviseur aan de haalbaarheidsstudie voor FISCH samen met essenscia (Vlaanderen), en aan het EFRO-project eco2chem.

Tijdens zijn onderzoek binnen het FP7-project PROSUITE (Prospective Sustainability Assessment of Technologies) behaalde hij zijn doctoraat. Hij was ook actief als projectmanager bij OWS NV en bij Capture, een interdisciplinair onderzoeksinitiatief waarin wetenschappers samen met de sector op zoek gaan naar innovatie en valorisatie in de recuperatie van grondstoffen. Hij doceert onder meer over afvalverwerking, chemische technologie, thermische operaties, milieubeheersystemen en milieu-impactanalyse.

Vanuit zijn achtergrond in chemische technologie en duurzaamheidsbeoordeling voert hij onderzoek naar duurzaam ontwerp van chemische productieketens, en met name de zuivering van componenten uit complexe stromen zoals afvalplastics. Daarbij wordt de complexe grondstoffenstroom geanalyseerd, waarna een geschikte zuiveringsketen wordt ontwikkeld. Die wordt opgeschaald en geoptimaliseerd voor de best haalbare economische en milieuprestaties.

Co-promotor

Prof.  dr. ir. Jo Dewulf leidt de Sustainable Systems Engineering (STEN)-groep aan de Universiteit Gent, een dynamisch onderzoeksteam van ongeveer 25 onderzoekers. Gedurende zijn hele carrière heeft hij zich toegelegd op schone technologie, met de nadruk op preventieve strategieën binnen productieprocessen en waardeketens om de duurzaamheid te verbeteren. Zijn onderzoek omvat de toepassing van levenscyclusdenken en thermodynamische principes op proces-, fabrieks- en industrieel systeemniveau om innovatie te stimuleren.

Co-Promotor

Prof. dr. Kevin Van Geem is hoogleraar aan het Laboratorium voor Chemische Technologie van de Universiteit Gent, waar hij baanbrekend onderzoek doet naar thermochemische reactie-engineering. Zijn werk richt zich vooral op de overgang van fossiele naar hernieuwbare grondstoffen – een uitdaging die hij met zowel wetenschappelijke diepgang als industriële relevantie aanpakt. Als voormalig Fulbright Research Scholar aan het MIT leidt professor Van Geem de ultramoderne proeffabrieken voor stoomkraken en chemische recycling van de Universiteit Gent. Hij heeft meer dan 400 wetenschappelijke publicaties op zijn naam staan en heeft zijn eigen spin-offbedrijf opgericht, waarmee hij de kloof tussen de academische wereld en de industrie verder overbrugt. Zijn expertise omvat chemische recycling, olefineproductie, gedetailleerde kinetische modellering, opschaling en anti-foulingtechnologieën. Hij is ook een specialist in geavanceerde analytische technieken, waaronder online en offline karakterisering van complexe petrochemische en biochemische mengsels met behulp van uitgebreide tweedimensionale gaschromatografie.