Ontwerpers Eric Klarenbeek en Maartje Dros maken samen met algenwetenschappers nieuwe bioplastics voor in hun 3D-printers.

Al in 2010 begonnen Eric Klarenbeek en Maartje Dros van Studio Klarenbeek & Dros met hun zoektocht naar duurzame grondstoffen. ‘3D-printers waren toen enorm in opkomst’, vertelt Klaren­beek. ‘Door die techniek produceren mensen veel makkelijker lokaal spullen, maar vaak nog wel met fossiele plastics. Dat wilden wij veranderen.’ Met wetenschappers van het Algae Lab van het Franse bedrijf Atelier Luma ontwikkelden de ontwerpers een algenplastic, waarmee ze de New Materials Award 2018 in de wacht sleepten. Atelier Luma was al langer bekend met het werk van de ontwerpers.

Verschillende moleculen

Klarenbeek en zijn collega’s keken voor de grondstoffen van het bioplastic naar zowel micro- als macroalgen. ‘In Frankrijk focussen we op microalgen, maar in Nederland richten kwekers zich meer op macroalgen, oftewel zeewier’, zegt Klarenbeek. Ze gebruiken niet alleen de biomassa van de algen als vuller, maar isoleren allerlei moleculen die ze nodig hebben voor hun plastic. De selectie voor de soorten alg gaat dan ook op basis van de moleculaire samenstelling. De onderzoekers kijken welke alg de hoogste concentratie bevat van week­maker glycerol of van biopolymeren, zoals zetmeel of alginaat, of welke een mooi pigment aanmaakt.

Dit hangt ook af van de condities waar­onder de alg groeit. ‘Op zoutvlaktes in de Rhône-delta in Frankrijk verkeren veel algen die in extreme condities, met hoge temperaturen en veel zout’, vertelt Klaren­beek. ‘In die toestand produceren ze heel veel glycerol.’

’Frankrijk is veel verder met algenkwekerijen’

Om de moleculen uiteindelijk echt te kunnen gebruiken, verwerken de onderzoekers de algen op verschillende manieren. Je kunt ze afbreken en de bruikbare stoffen eruit centrifugeren, maar je kunt ze ook ‘melken’. ‘Dan spoel je bijvoorbeeld de polysacchariden van de celwand van het zeewier af’, legt Klarenbeek uit. ‘Het zeewier maakt dan vanzelf weer nieuw aan.’

Door de verschillende moleculen te mengen, maak je uiteindelijk bioplastickorrels met vergelijkbare eigenschappen als plastics uit de fossiele industrie. Die korrels kun je bijvoorbeeld ook spuitgieten of omsmelten naar een filament voor een 3D-­printer. Al is dit plastic niet altijd 100 % alg, aldus Klarenbeek. ‘Afhankelijk van de gewenste eigenschappen moeten we andere materialen, nu nog afkomstig van planten, toevoegen om de kwaliteit te waarborgen. Maar het is altijd 100 % biobased en ook altijd bioafbreekbaar, bijvoorbeeld door het te composteren.’

Toegangspasjes

De hebben onderzoekers al een hele reeks producten gemaakt van hun algenplastic. Zo hebben ze designertegels geprint, en zijn in het LUMA-atelier alle toegangspasjes van medewerkers en bezoekers vervangen door versies van algenplastic, net zoals de kopjes waaruit ze in het lab uit drinken. Maar elke nieuwe toepassing brengt obstakels met zich mee, ziet Klarenbeek. ‘We mogen die plastic bekers nog niet verkopen, want dan moet je de voedselveiligheid certificeren. En voor onze tegels moeten we de brandveiligheid nog aantonen. Dat zijn leuke uitdagingen, maar ze vertragen de boel ook enorm.’

Voor een echt grote productie moeten ze vooral de kweek nog opschalen. ‘In Frank­rijk zijn ze veel verder met algenkwekerijen dan in Nederland, daar heeft het echt al momentum’, zegt Klarenbeek. ‘Maar ook hier werken we eraan, zo komen er mogelijk zeewierkwekerijen tussen windmolenparken.’ Met genoeg kwekerijen zien de ontwerpers geen obstakels voor opschaling. ‘Algen groeien heel snel en nemen veel CO2 op. Dat is op alle vlakken voordelig.’