Bij het verduurzamen van de chemische industrie kunnen we niet om elektrolysers heen. Deze elektrochemische cellen worden wereldwijd toegepast in uiteenlopende processen, van het maken van waterstof tot het omzetten van CO₂ in nuttige moleculen. Dit laatste is ook waar de Antwerpse startup Oxylum mee bezig is. Oprichters Bert de Mot en Sander Neukermans hopen met behulp van hun elektrolyser CO₂ op grote schaal om te zetten in mierenzuur.

De twee oprichters kennen elkaar van hun periode als promovendi bij de onderzoeksgroep van hoogleraar Tom Breugelmans van de Universiteit Antwerpen. ‘Een paar maanden voor ik klaar was kwam Bert mijn kantoor binnenlopen’, vertelt Neukermans. ‘Hij had berekend of de elektrolysers ook geschikt waren om mierenzuur te maken op grotere schaal, en de resultaten zagen er veelbelovend uit.’ Dus besloten de promovendi op onderzoek uit te gaan en de markt te verkennen. Zes maanden later waren ze overtuigd dat het moest kunnen: Oxylum was geboren.

Bewuste keuze

De elektrolyser die Oxylum gebruikt is gebaseerd op de systemen die ze onderzochten tijdens hun promotie, zegt Neukermans: ’De membranen en elektroden staan bij ons achter elkaar in een geleidende vloeistof, het elektrolyt. Het CO₂-gas komt binnen en lost op in het elektrolyt, waarna we het met behulp van elektriciteit en een katalysator omzetten in mierenzuur.’ Dit product is heel bewust gekozen. ’Met andere katalysatoren kun je CO₂ ook omzetten in CO of ethyleen’, vertelt Neukermans. ‘Maar de omzetting naar CO kan ook met veel andere technieken en de katalysatoren voor ethyleen zijn voorlopig nog niet geschikt voor commerciële toepassingen. Dus mierenzuur was een logische keuze.’ Daarnaast bleek de markt voor mierenzuur ook erg breed. ‘De textielindustrie, de agrarische sector, de farmaceutische industrie, de luchtvaart, allemaal gebruiken ze mierenzuur in hun processen. Dus er zijn veel potentiële afnemers. Nu zijn ze nog afhankelijk van mierenzuur dat wordt gemaakt uit aardgas. Dat kan een stuk duurzamer.’

‘We willen het oppervlak meer dan vertienvoudigen’

Voorlopig richt Oxylum zich vooral op één toepassing: schoonmaakmiddelen. ‘We hebben nu afspraken met producenten van ontkalkers voor zowel de industrie als thuisgebruik. Zij gaan ons product binnenkort testen, om te zien of de kwaliteit voldoende is of dat er bijvoorbeeld nog te veel verontreinigingen in zitten. Dan kunnen wij het proces daarop aanpassen.’ Natuurlijk moet de opschaling dan wel eerst echt lukken. De eerste stappen zijn inmiddels gezet, en ze werken nu aan het opschalen van hun elektrode. ‘We willen het oppervlak meer dan vertienvoudigen’, zegt Neukermans. ‘Dit geeft hopelijk een flinke boost aan de opbrengst, die nu ongeveer op een gram per dag ligt. Als we de cellen dan ook nog gaan stacken, oftewel meerdere cellen aan elkaar verbinden, verwachten we dat we de opbrengst kunnen opschalen naar in ieder geval één of twee kilo mierenzuur per dag.’

Concurreren

De eerste versie van de grote elektrolyser is bijna klaar, en wordt nu al voorzichtig getest. Neukermans: ‘We zitten bijna op de gewenste efficiëntie. Als we nog iets kunnen verbeteren kunnen we qua kostprijs al concurreren met de productie van mierenzuur uit aardgas.’ De ondernemers hebben nog genoeg ideeën om dit voor elkaar te krijgen. ‘De efficiëntie hangt vooral af van de katalysator. Hier kun je verschillende metalen voor gebruiken en wij willen experimenteren met enkele nieuwe opties die volgens de berekeningen een stuk efficiënter zijn. Welke dat precies zijn, houden we nog even geheim.’

‘Mierenzuur was een logische keuze’

Het grootste obstakels zijn volgens Neukermans het stabiliseren van de katalysatoren zodat ze lang genoeg meegaan, en het verminderen van de elektrische weerstand van de elektrolyser. ‘Die weerstand komt met name van het materiaal van de membranen en elektroden. Die van ons zijn nu koolstof-gebaseerd, en we moeten nog testen of we beter een ander materiaal zoals een metaal kunnen gebruiken. Dat moet natuurlijk niet ten koste gaan van de functie, dus het is zoeken naar een balans.’ In het voorjaar van 2023 moet de eerste elektrolyser met een vermogen van 1 kilowatt af zijn, want dan loopt het huidige project af. Uiteindelijk droomt het team van een grote fabriek van meerdere megawatt aan elektrolysers. Neukermans: ’Ik zie voor me dat we dan een eigen windmolenpark hebben en de CO₂ direct uit de lucht kunnen halen. Ons mierenzuur is dan helemaal circulair, en daarmee kunnen we andere industrieën ook verduurzamen. Als dat lukt, gaan we echt impact creëren.’