15 januari 2019
Kom in de Boeiende Membranenwereld met prof. Kitty Nijmeijer (TUe)
150 bezoekers van het KW-Cafe werden afgelopen dinsdag in de aula van het PiusX door prof. Nijmeijer meegesleept in haar verhaal over ‘membranen en onze wereld’. Het gaat immers niet goed met onze planeet, zo begon ze. Te beginnen met onze eindeloze energiebehoeftes terwijl fossiele verbranding zorgt vooor CO2. Teveel CO2 in de lucht en dus klimaatproblemen. Dreigend zoetwatertekort door enorm verbruik en verspilling in onze productie van goederen. Nijmeijer was de ideale docent, haar wereld (membranen) kan onze wereld (lucht, water, energie) wellicht een beetje redden. Door de vele vragen van de KW-bezoekers ontstond ook een goed beeld van de praktische problemen bij research in de laboratoria en de toepassing in de harde praktijk. Nijmeijer was enthousiast en eerlijk en zo werd het een ‘leerzame, vrolijke en nuttige’ KW-avond.
Practicum
Nijmeijer spaarde zichzelf niet, als alle mensen in de wereld (konden) leven zoals zijzelf hadden we 3,5 wereld nodig! Haar ‘droom en drive’ is dat membraan-technologie ervoor kan zorgen dat we sneller van een ‘lineaire, verspillende economie’ naar een circulaire duurzame economie gaan. Vervuild water wordt door membranen weer schoon/bruikbaar, CO2 vangen we uit de lucht en wordt nuttig verwerkt en last-but-not least: membranen zijn bruikbaar bij energiewinning!
Nijmeijer pakte uit in het KW-cafe, ze had een kleine practicumopstelling meegenomen en maakte ter plekke ‘een membraan’. Ze spoot vuil water in een ‘rietjes-membraan’ en dronk ter plekke het resultaat, schoon water, op. Verre-landen-toeristen kennen dit als ‘de filterpen’. Nijmeijer liet door de zaal het membraanfilter rondgaan dat zorgt voor ‘nierdialyse’.
Problemen
Over de allereerste Blauwe Energie-installatie (ter wereld!), in de Afsluitdijk, was ze open en eerlijk. De eerste dag functioneerde die 100% zoals in haar laboratorium was berekend, daarna ging het in 2 maanden tijd naar 10%. Tussen (laboratorium)droom en (industriele)werkelijkheid waren vele problemen. De membranen vervuilden snel en waren niet/nauwelijks schoon te maken. Organismen klampten zich vast aan de membranen waardoor de doorlaatbaarheid (en dus het rendement) snel afnam. In het KW-cafe werd duidelijk dat zij, met de betrokken industriele partners, Fuji (Tilburg voor de membranen) en Redstack (ontwerp-bouw), werkt aan vele verbeteringen. Nijmeijer hoopt dat binnenkort in Katwijk een 10 maal zo grote installatie, sterk verbeterd, kan worden gebouwd. Geraamde kosten, 100 miljoen!
Spervuur
Na de pauze was er een spervuur van vragen. Hoe zat het met de mogelijkheden van membraantechnologie voor energieopslag? Opslag van energie in bijvoorbeeld brandstoffen of chemicaliën. Opslag die vervolgens, wanneer de vraag groot is, eenvoudig weer omgezet kan worden naar energie. Kan het rendement omhoog door andere vorm van membranen? En als de stroomrichting van zout en zoet water tegengesteld wordt gemaakt? En als de temperatuur van het gebruikte water omhoog gaat, stijgt toch ook het rendement? En wat doet het rendement als de langsstroomsnelheid van het water vergroot wordt? De ‘opbrengst’ van de proefinstallatie is, volgens mijn berekening, niet genoeg om het energieverbruik van de pompen te leveren, toch? Klopt (Nijmeijer) het is een ‘proefinstallatie’! Het KW-cafe was voor Nijmeijer ‘een ideaal publiek’, geinteresseerd, betrokken, kritisch, veel vragen. Ze had genoten. Blijft natuurlijk jammer dat er relatief weinig leerlingen waren. Zij moeten de komende decennia er immers mede voor zorgen dat onze voetafdruk van 3,5 wereld terug gaat naar één! Gelukkig hebben ze jarenlang wekelijks hun eigen docenten om te leren en te inspireren.
vooraf
Professor Nijmeijer is wereldwijd bekend door haar baanbrekend onderzoek naar membranen, een soort super-filters EN ze is een uitstekende spreker! In 2014 werd haar onderzoek in de praktijk gebracht op de Afsluitdijk in de eerste blauwe energiecentrale ter wereld. In deze centrale wordt het mengen van rivier- en zeewater gebruikt om duurzame energie op te wekken. In zout water bevinden zich meer geladen deeltjes (zout-ionen), dan in zoet water. Wanneer tussen beide een membraan wordt geplaatst, vindt ionentransport plaats, dat omgezet wordt in elektriciteit. Nijmeijer: alleen ingenieurs kunnen abstract wetenschappelijk onderzoek vertalen naar concrete toepassingen. Energie uit water: het klinkt als dé oplossing voor het Nederlandse energievraagstuk. We beschikken immers over genoeg rivieren en grenzen aan zee. In de toekomst moet dan ook tien procent van het Nederlandse elektriciteitsverbruik worden opgewekt met behulp van blauwe energiecentrales. De kosten van deze blauwe-energiecentrales zijn gunstig, goedkoper dan zonne- en windenergie. Niet alleen met het oog op de kosten heeft blauwe energie een streepje voor op zonne- en windenergie. In tegenstelling tot zonne- en windenergie kan blauwe energie altijd, ongeacht de weersomstandigheden worden opgewekt. Nijmeijer houdt TEDx-talks, is vaak te gast in ‘de media’, onlangs nog bij DWDD.
Prof. dr. ir. Kitty Nijmeijer (Geleen, 1972) is vice-decaan van de faculteit Scheikundige Technologie. Nijmeijer ontving recent de Academic Society Award vanwege het grote belang van haar onderzoek en de wijze waarop zij de verbinding legt tussen wetenschap en maatschappij. Voor de Academic Society Award komen hoogleraren in aanmerking die zich onderscheiden door uitmuntend onderzoek en hun vermogen om op aansprekende wijze de verbinding tussen wetenschap en maatschappij te leggen.