Vrachtschepen behoren tot de belangrijkste bronnen van vervuiling op aarde. Vanaf 2020, echter, strengere zwavelemissienormen zullen van kracht worden. Een goedkope oplossing voor het bereiken van de nieuwe doelen kan komen van een EPFL-start-up, die een nanogestructureerd filter ontwikkelt voor gebruik in de uitlaatpijpen van een schip.

Rond 55, 000 vrachtschepen bevaren dagelijks de oceanen, aangedreven door een brandstof die vuiler is dan diesel. En als gevolg van lakse normen, maritiem vervoer is naar voren gekomen als een van de grootste uitstoters van stikstofoxide en zwavel, naast luchtvervoer. Maar de Internationale Maritieme Organisatie heeft strengere emissielimieten ingevoerd, met nieuwe normen die in 2020 van kracht worden. een EPFL-start-up ontwikkelt een goedkope en milieuvriendelijke oplossing:een filter dat in de uitlaatpijpen van de schepen kan worden geïnstalleerd. De opstart, Daphne-technologie, zou het goed kunnen doen op deze enorme markt.

Zwavelemissie verlagen tot minder dan 1%

Onder laboratoriumomstandigheden, het nanogestructureerde filter is in staat om de zwavelemissies tot onder de 1% en de stikstofoxide-emissies tot 15% van de huidige normen te verminderen. Dit is een grote verbetering, aangezien de nieuwe normen een vermindering van de zwaveluitstoot met ongeveer 14% vereisen.

Het vervaardigen van de filters is vergelijkbaar met het vervaardigen van zonnecellen. Een dunne metalen plaat - in dit geval titanium - is nanogestructureerd om het oppervlak te vergroten, en een aantal stoffen wordt in extreem dunne laagjes afgezet. De platen worden vervolgens verticaal en gelijkmatig verdeeld, het creëren van kanalen waardoor de giftige gassen reizen. De gassen worden opgevangen door de nanogestructureerde oppervlakken. Deze aanpak wordt als milieuvriendelijk beschouwd omdat de stoffen in het filter zijn ontworpen om te worden gerecycled. En het uitlaatgas zelf wordt inert en kan in een verscheidenheid aan producten worden gebruikt, zoals kunstmest.

De belangrijkste uitdagingen zijn nu om een ​​manier te vinden om deze filters op grote oppervlakken te maken, en om de kosten te drukken. In het Zwitserse plasmacentrum van EPFL vond onderzoeker Mario Michan een machine die hij kon aanpassen om aan zijn behoeften te voldoen:hij gebruikt plasma om dunne laagjes stoffen af ​​te zetten. De volgende stap is het maken van een prototype dat onder reële omstandigheden kan worden getest.

Het idee om het probleem van de uitstoot van giftige gassen op te lossen kwam bij de onderzoeker op nadat hij aan koopvaardijvrachtschepen had gewerkt terwijl hij zijn master in microtechnologie afrondde. Het heeft een aantal jaren geduurd, enkele technieken die hij oppikte in de verschillende laboratoria waarin hij werkte, en een paar patenten voor Michan om vooruitgang te boeken met zijn project. Toen hij op een ander gebied bij CERN werkte en de technologieën observeerde die werden gebruikt om de binnenkant van deeltjesversnellers te coaten, ontdekte hij een proces dat nodig was voor zijn oorspronkelijke concept. Een EPFL-octrooi dat de verschillende aspecten van de technologie met elkaar verbindt en verschillende fabricagegeheimen zou dit jaar moeten worden ingediend.

Volgens het Europees Milieuagentschap koopvaardijschepen stoten 204 keer meer zwavel uit dan de miljard auto's op de wegen wereldwijd. Michan schat dat zijn nanogestructureerde filters, als ze door alle vrachtschepen werden gebruikt, deze uitstoot zou verminderen tot ongeveer het dubbele van het niveau van alle auto's, en de schepen zouden niet hoeven over te schakelen op een andere brandstof. Er zijn andere oplossingen, maar zijn marktonderzoek toonde aan dat ze allemaal op de een of andere manier ontbraken:"Marine-dieselbrandstof is schoner, maar veel duurder en zou volgens reders de brandstofkosten met 50% opdrijven. En de andere voorgestelde technologieën kunnen niet worden gebruikt op boten of ze verminderen alleen de zwaveluitstoot zonder het probleem van stikstofoxide aan te pakken."