nieuws

Process enlightenment: Photanol maakt chemicaliën met bacteriën, zonlicht en CO2

Publicatie

27 okt 2015

Auteur

Dagmar Aarts

Categorie

Petrochem

Soort

nieuws

Tags

bacteriën, CO2, Photanol

Zonlicht, CO2 en bacteriën, dat zijn de middelen die Photanol gebruikt om chemicaliën op een duurzame manier te maken. Uiteindelijk wil het bedrijf hun bacteriën zelfs brandstoffen laten produceren. Photanol is finalist in de Enlightenmentz of the Year verkiezing in de categorie process. De winnaars worden tijdens het Duurzaam Geproduceerd congres op 19 november bekend gemaakt.

Wie zit er achter?
De start-up Photanol, een spin-off van de Universiteit van Amsterdam.

Wat doet Photanol?
Photanol werkt met de cyanobacterie, een bacterie die al 3,5 miljard jaar op aarde leeft. Cyanobacteriën leven in het water van CO2 en zonlicht, net als planten zijn ze in staat tot fotosynthese. De Amsterdamse start-up heeft deze bacteriën genetisch gemodificeerd zodat ze in een microfabriek zijn veranderd. Dirk den Ouden: ‘Wij breken in in het genoom en zetten daar eigenschappen van andere organismen in. In plaats van dat ze het zonlicht en CO2 gebruiken om te groeien, gebruiken ze die energie nu om het product te maken dat we hebben ingebouwd.’

Hoe werkt het?
Een gemodificeerde cyanobacterie kan verschillende chemicaliën maken. Denk aan geur- en smaakstoffen, melkzuur en zelfs brandstoffen. Den Ouden: ‘Een lavendelplant ruikt naar lavendel omdat hij een stofje uitscheidt. Dat is een terpeen en die kunnen wij inbouwen in een cyanobacterie. Dan wordt de bacterie een minifabriekje voor lavendelgeurstof. Hetzelfde kan worden gedaan met citroensmaak. Je hoeft dan niet eerst een boom te planten, te laten groeien, oogsten, de schil er af te halen, olie uit de schil te extraheren om dan pas een product te kunnen maken. Wij zeggen tegen die cyanobacterie dat hij een citroen is en er wordt citroensmaak geproduceerd.’

De geur- en smaakstoffen zijn echter maar een kleine markt. Er is maar weinig van nodig. Photanol denkt groter. Zo is in de verpakkingsindustrie polymelkzuur in opkomst. Dit wordt nu gemaakt uit suikers en zetmeel. ‘Wij kunnen dat ook door onze bacteriën laten produceren’, zegt Den Ouden. ‘Dan kom het melkzuur niet meer uit een gewas, maar direct uit CO2. Je slaat de hele akkerbouw over. Als we verder zijn met onze technologie dan denken we dat we de cyanobacterie ook brandstoffen en bulkchemicaliën kunnen laten maken.’

Op dit moment is dat echter nog te duur. Om de bacteriën te laten produceren is een groot oppervlak met doorzichtige plastic buizen nodig waar ze in kunnen zwemmen. De buizen moeten zonlicht doorlaten en er moet CO2 doorheen worden gebubbeld. Daarnaast moet de bacterie goed worden beschermd tegen invloeden van buitenaf. Doordat hij genetisch wordt gemodificeerd, wordt hij minder sterk. De cyanobacterie kan niet meer overleven in het wild en groeit nauwelijks meer, omdat alle energie naar het product gaat dat hij moet maken. De buizen waarin hij leeft zijn daarom erg kostbaar.

Waar moet de CO2 vandaan komen?
Bij Photanol gaan ze er nu vanuit dat CO2 uit een geconcentreerde bron moet komen. Den Ouden: ’Denk bijvoorbeeld aan een schoorsteen van een bedrijf dat afval verbrandt of van een staal- of cementfabriek. De buizen met bacteriën kunnen dan op een terrein vlakbij worden geplaatst. Het systeem kan ook met een pijpleiding worden verbonden, maar dan wordt het wel weer duurder.

Wat moet er nog worden gedaan voor jullie product op de markt komt?
Op dit moment wordt er vooral veel in het laboratorium gewerkt. Daar worden de bacteriën genetisch gemodificeerd en zo effectief mogelijk gemaakt. Daarna worden ze naar de proeffabriek in Bleiswijk gebracht, waar op grote schaal wordt geprobeerd om producten te produceren. Den Ouden: ‘We kunnen daar onderzoeken hoe we het proces kunnen optimaliseren. We kijken naar de grootte van de buizen, hoe hard je moet pompen, hoe je alles steriel houdt en hoe je om moet gaan met een dag-nachtritme in een kas. Daar leren we hoe het echt werkt. Als we dat weten, kunnen we naar de volgende schaal. We verwachten komend jaar op grotere schaal te kunnen produceren. Dan leggen we een gebied zo groot als een voetbalveld vol met buizen.’

Het bedrijf denkt ongeveer nog één of twee jaar nodig te hebben om geur- en smaakstoffen daadwerkelijk op de markt te brengen. Zij kunnen al worden gemaakt als de bacterie nog niet zo heel effectief is. Als er maar een beetje wordt geproduceerd, kan dat al met een interessante marge worden verkocht. Den Ouden: ‘Dat zal meer een bewijs zijn van dat we kunnen produceren dan dat het echt een commercieel product is. Om andere producten te maken, zoals melkzuur, denk ik dat we nog een jaar extra nodig hebben. Daarvoor moet de bacterie nog weer beter zijn. En we moeten ook heel zeker weten dat de infrastructuur goed werkt. Als je een gebied van een kilometer bij een kilometer vol met buizen wil leggen, kost dat namelijk tussen de 50 en 60 miljoen euro.’

Waarom is Photanol een lichtend voorbeeld voor een duurzame toekomst?
Den Ouden: ‘Als je naar de biobased economy kijkt dan gaat dat om het laten groeien van gewassen, die je moet moet oogsten en behandelen om er dan pas een product van te maken. Wij gaan weer een stapje verder. We maken direct van CO2, waar we te veel van hebben, producten die ook geld opleveren. Van een issue maak je een asset. Het is een oplossing voor het CO2- probleem die economisch interessant is. Veel mooier wordt het niet.’