Veel vervuilende oplosmiddelen die door de chemische industrie worden gebruikt, kunnen worden vervangen door een verbluffend nieuw mengsel van twee poeders:'deep-eutectische oplosmiddelen' (DES). Deze volgende generatie oplosmiddelen zijn duurzaam, veel minder ontvlambaar, niet vluchtig en kan verontreinigingen uit water halen die de huidige oplosmiddelen te boven gaan. Op dinsdag, 18 september Dannie van Osch promoveert op dit onderwerp aan de Technische Universiteit Eindhoven.

In de chemische industrie wordt een enorme hoeveelheid oplosmiddelen gebruikt voor verschillende doeleinden, zoals het verwijderen van metaalzouten uit papier of het extraheren van zwavel uit aardolie. Wereldwijd wordt ongeveer 28 miljoen ton gebruikt. De huidige generatie oplosmiddelen heeft verschillende nadelen. Alcohol, bijvoorbeeld, is vluchtig en ontvlambaar. Aceton, benzeen, hexaan en tolueen zijn zeer giftig, milieubelastend en ongezond. Er valt veel te winnen, daarom, met de ontwikkeling van een nieuwe generatie oplosmiddelen.

Diep eutectisch oplosmiddel

Wanneer twee poeders worden gemengd, ze vormen soms een vloeistof met eigenschappen die de huidige oplosmiddelen missen. Een dergelijke vloeistof wordt een diep eutectisch oplosmiddel of DES genoemd. De poeders kunnen worden gewonnen uit planten. Het door Van Osch ontwikkelde oplosmiddel is milieuvriendelijk, hydrofoob, vormt geen brandgevaar, en is niet schadelijk voor de gezondheid. Een DES kan stoffen oplossen waar hedendaagse oplosmiddelen veel moeite mee hebben.

Planten kunnen aanzienlijk duurzamer zijn dan aardolieproducten en DES is daarmee een duurzame vervanger voor veel oplosmiddelen. Veel plantenextracten zijn niet giftig, wat het gezondheidsrisico wegneemt. Hetzelfde geldt voor de vluchtigheid en ontvlambaarheid van de plantaardige componenten. Dit maakt DES een aantrekkelijke vervanger voor, zeggen, alcohol en aceton. Er zijn veel opties als het gaat om het kiezen van de ingrediënten van een DES. Voorbeelden van DES-ingrediënten zijn menthol en thymol, gewonnen uit respectievelijk de muntplant en de tijmplant.

Het belang van een waterafstotende DES

In water oplosbare DES zijn niet nieuw:wetenschappelijke literatuur uit 1918 beschrijft dat een mengsel van twee poeders soms een vloeistof kan vormen. Niettemin, het duurde tot 2015 voordat TU/e-onderzoekers Dannie van Osch en zijn collega's een hydrofobe DES ontwikkelden. Het belang van een waterafstotend oplosmiddel is aanzienlijk omdat het in staat is om verontreinigingen uit water te verwijderen. Dit soort extracties worden vaak uitgevoerd, maar zijn moeilijk en schadelijk voor het milieu. Van Osch toonde aan dat het met een waterafstotende DES mogelijk is om (zware) metaalionen te verwijderen, vetzuren, en vitamine B2 uit water.

Toekomstig onderzoek zal zich richten op het bepalen van de fasediagrammen van DES gemaakt van verschillende ingrediënten:in welke verhoudingen wordt het mengsel van poeders vloeibaar en wat zijn de eigenschappen met betrekking tot oplosbaarheid. Verder, de oplosbaarheid van CO2 in deze duurzame oplosmiddelen is onderzocht. Een mogelijke toepassing hiervoor is het afvangen van CO2. In aanvulling, de productiekosten van DES moeten omlaag voordat de chemische industrie DES volledig kan omarmen.