Er is vraag naar duurzamere aangroeiwerende coatings voor schepen. Deze innovatieve oplossingen moeten grotendeels afzien van biociden en toch bestand zijn tegen de uitdagingen van maritiem gebruik. Industrie en wetenschap werken samen om dergelijke milieuvriendelijke coatings te ontwikkelen. Dit doen ze als onderdeel van het “BioSHIP” project, gefinancierd door het Duitse Federale Ministerie voor Economische Zaken en Klimaatactie (BMWK) in het kader van het “Maritieme Onderzoeksprogramma.”
Met meer dan 30.000 vierkante meter kan de romp van een middelgroot containerschip indrukwekkende afmetingen bereiken. Deze uitgestrekte gebieden vormen een ideale habitat voor een verscheidenheid aan organismen zoals algen, zeepokken en mosselen. Deze kolonisatie veroorzaakt echter aanzienlijke problemen voor de scheepvaart.
Nadelen biologische aangroei
De aangroei – biofouling – verhoogt de stromingsweerstand en leidt tot een hoger brandstofverbruik. Dit leidt niet alleen tot hogere kosten, maar draagt ook bij aan een toename van de kooldioxide-uitstoot. Ook bestaat het risico dat geïntroduceerde soorten de stabiliteit van mariene ecosystemen in gevaar brengen. Om biofouling te bestrijden worden meestal aangroeiwerende coatings gebruikt die biociden bevatten. Dit zijn zeer effectieve coatings maar bevatten vaak slecht afbreekbare stoffen die ongewenste effecten hebben op de waterkwaliteit en op in het water levende organismen. Daarom zijn er de afgelopen decennia veel verschillende benaderingen gevolgd om milieuvriendelijkere coatings te ontwikkelen. Desondanks zijn veel zelfglanzende coatingsystemen gebaseerd op problematische zouten van zware metalen die in waterlichamen en sedimenten terechtkomen.
Van coatings met biociden naar een milieuvriendelijk alternatief
Biociden domineren momenteel de markt. Door de gerichte afgifte van zware metalen zijn ze bijzonder effectief tegen biofouling. Ze nemen ongeveer 80 procent van de wereldwijd gebruikte toepassingen voor hun rekening. De meest gebruikte zelfglanzende coatings bevatten ook speciale polymeren die afbreken bij contact met water. Ze creëren op die manier altijd een glad oppervlak, wat kolonisatie bemoeilijkt.
Het BioSHIP-project
Het doel van het “BioSHIP”-project is om een biologisch afbreekbare, zelfglanzende scheepscoating te ontwikkelen die aanzienlijk lagere gehaltes aan giftige zware metalen vereist en milieuvervuiling minimaliseert. Een veelbelovende aanpak voor biologisch afbreekbare, zelf-polijstende coatings ligt in de gerichte controle van de afbraaksnelheid om een langdurig aangroeiwerend effect te garanderen. Het project richt zich op duurzamere formuleringen. Denk daarbij aan onder meer het gebruik van biogebaseerde polymeren zoals polylactide (PLA) of chitosan derivaten, die op een gecontroleerde manier afbreken onder mariene omstandigheden zonder schadelijke residuen achter te laten. De balans tussen duurzaamheid en biologische afbreekbaarheid kan verder worden geoptimaliseerd door de gerichte synthese van gefunctionaliseerde additieven.
Gecoat roerblad: Ondanks de beschermende coating is er sprake van zeepokkengroei, waarvan de kalkachtige schelpen de wrijvingsweerstand verhogen, het brandstofverbruik verhogen en de werking van het roer kunnen belemmeren. (foto: Fraunhofer IFAM)
Interdisciplinariteit
Het project combineert expertise uit verschillende disciplines om gerichte ontwikkeling te garanderen. De materiaalontwikkeling richt zich op biologisch afbreekbare polymeren en innovatieve coatingcomponenten die voldoen aan de eisen voor duurzaamheid, bescherming tegen aangroei en milieuvriendelijkheid. Tegelijkertijd worden de coatings getest onder echte mariene omstandigheden, waaronder verschillende geografische regio’s, om brede toepasbaarheid te garanderen. Daarnaast voeren de projectpartners ecotoxicologische studies uit om er zeker van te zijn dat de ontwikkelde materialen geen schadelijke effecten hebben op organismen.
Technologische innovatie
Door nauwe samenwerking tussen wetenschap en industrie laat het project zien hoe technologische innovaties kunnen helpen om wereldwijde uitdagingen aan te pakken. De resultaten van “BioSHIP” kunnen niet alleen een waardevolle bijdrage leveren aan de maritieme industrie. Ze kunnen ook een impuls geven aan andere sectoren die afhankelijk zijn van duurzame materiaaloplossingen. Vooral in regio’s met strenge milieuwetgeving, zoals Europa, Australië, Nieuw-Zeeland of delen van de VS, zou de technologie nieuwe normen kunnen stellen en een beslissende impuls kunnen geven aan de overgang naar een duurzamere scheepvaart.
Details over het project:
Financiering: Ministerie van Economische Zaken en Klimaatactie (BMWK)
Duur: 01/08/2024 – 31/01/2028
Projectmanagementorganisatie: Projektträger Jülich (PtJ)
Financieringsbedrag: 1,6 miljoen
Projectpartners :
- Momentive Performance Materials GmbH (coördinator)
- Dr. Brill + Partner GmbH (Instituut voor antifouling en biocorrosie, Norderney)
- Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials IFAM
- Hydrotox GmbH
Openingsfoto: Zeepokken en opgedroogde biofilm zijn typische sporen van maritieme aangroei. (Foto: Fraunhofer IFAM)
Lees ook: Lijm gemaakt van veren
