Als scheepsrompen waren gecoat met speciale hightech luchtvangende materialen, tot één procent van de wereldwijde CO2-uitstoot kan worden vermeden. Dat concluderen wetenschappers van de Universiteit van Bonn samen met collega's van St. Augustin en Rostock in een recent onderzoek. Volgens de studie, schepen kunnen tot 20 procent brandstof besparen als gevolg van verminderde weerstand. Als ook de zogenaamde aangroeiwerende effecten worden overwogen, zoals de verminderde groei van organismen op de romp, de vermindering kan zelfs worden verdubbeld. De studie is nu gepubliceerd in het tijdschrift "Philosophical Transactions A".

Schepen behoren tot de ergste brandstofvreters ter wereld. Samen, ze verbranden naar schatting 250 miljoen ton per jaar en stoten ongeveer een miljard ton koolstofdioxide uit in de lucht - ongeveer evenveel als heel Duitsland in dezelfde periode uitstoot. De belangrijkste reden hiervoor is de hoge mate van weerstand tussen romp en water, die het schip voortdurend afremt. Afhankelijk van het type schip, slepen is goed voor tot 90 procent van het energieverbruik. Dit maakt het ook tot een enorme economische factor:het brandstofverbruik is verantwoordelijk voor de helft van de transportkosten.

Drag kan aanzienlijk worden verminderd met behulp van technische trucs. Bijvoorbeeld, de zogenaamde "microbellentechnologie" pompt actief luchtbellen onder de romp. Het schip vaart dan over een bubbeltapijt, wat de weerstand vermindert. Echter, de productie van de bellen verbruikt zoveel energie dat het totale besparingseffect erg klein is.

Coatings houden wekenlang lucht vast

Nieuwe hightech coatings kunnen een oplossing beloven. Ze zijn in staat om lucht gedurende lange perioden van zelfs weken vast te houden. "Ongeveer 10 jaar geleden, we konden al op een prototype aantonen dat het in principe mogelijk is om de luchtweerstand tot tien procent te verminderen, " legt Dr. Matthias Mail van het Nees Institute for Biodiversity of Plants van de Universiteit van Bonn uit, een van de auteurs van het onderzoek. "Onze partners van Rostock University bereikten later een reductie van 30 procent met een ander door ons ontwikkeld materiaal." Vanaf dat moment, verschillende werkgroepen hebben het principe opgepakt en verder uitgewerkt. De technologie is nog niet volwassen genoeg voor praktisch gebruik. Hoe dan ook, de auteurs voorspellen een brandstofbesparingspotentieel van ten minste vijf procent op middellange termijn, maar waarschijnlijker zelfs 20 procent.

In hun publicatie in de befaamde "Philosophical Transactions" van de British Royal Society, opgericht door Isaac Newton, ze berekenden de economische en ecologische voordelen die dit zou opleveren. Bijvoorbeeld, een commercieel containerschip op weg van Baltimore (VS) naar Bremerhaven kan zijn brandstofkosten tot 160 verlagen, 000 Amerikaanse dollar. Wereldwijd, de uitstoot van het broeikasgas kooldioxide zou met maximaal 130 miljoen ton worden verminderd.

Rekening houdend met de verminderde groei van zeepokken en andere waterorganismen, wat een enorm extra weerstandsverlies veroorzaakt, deze hoeveelheid loopt zelfs op tot bijna 300 miljoen ton. Dit komt overeen met bijna één procent van de wereldwijde CO2-uitstoot. "Natuurlijk, deze cijfers zijn optimistisch, ", zegt Mail. "Maar ze laten zien hoeveel potentieel deze technologie heeft."

Hydrofobe drijvende varen

De hightech lagen zijn gebaseerd op modellen uit de natuur, zoals de drijvende varen Salvinia molesta. Dit is extreem hydrofoob:wanneer ondergedompeld en weer uitgetrokken, de vloeistof rolt er meteen vanaf. Daarna, de plant is helemaal droog. Of om nauwkeuriger te zijn:het was in de eerste plaats nooit echt nat. Want onder water wikkelt de varen zich in een extreem dunne luchtlaag. Dit voorkomt dat de plant in contact komt met vloeistof, zelfs niet tijdens een duik van vele weken. Wetenschappers noemen dit gedrag "superhydrofoob".

Salvinia heeft kleine eierklopperachtige haartjes op het oppervlak van de bladeren. Deze zijn aan de basis waterafstotend, maar hydrofiel op hun punt. Met deze haartips de watervaren "speldt" een waterlaag stevig om zich heen. Het jurkje van ingesloten lucht wordt op zijn plaats gehouden door de waterlaag. Wellicht veroorzaakt dit principe binnenkort een sensatie in een heel andere context:als krachtig smeermiddel voor olietankers.