Er zijn verschillende technologieontwikkelaars in de biogebaseerde materialen- en chemicaliënindustrie. Een handvol heeft de uitdagende en veranderende marktomstandigheden van het afgelopen decennium overleefd, zoals lage olieprijzen en volatiele grondstofkosten, door te leren van mislukkingen uit het verleden en (vaak niche)marktkansen te vinden. Recentere nieuwkomers profiteren van de rugwind van deze pioniers uit het verleden en van een golf van hernieuwde interesse in biogebaseerde oplossingen vanwege hun potentieel om de industrie koolstofvrij en defossiliserend te maken. Net als in het verleden zullen veel van deze ontwikkelaars, vooral start-ups, moeite hebben om op te schalen vanwege een gebrek aan beleidsprikkels - zoals subsidies of belastingkredieten - om hun processen economisch concurrerend te maken. Anderen zullen materialen produceren die qua prestaties de plank misslaan - ze slagen er niet in om aan de specificaties voor een bepaalde toepassing te voldoen of om het juiste materiaal-product te vinden. Er zijn echter verschillende veelbelovende ontwikkelaars die oplossingen bieden om de opbrengst te verbeteren en de kosten te verlagen, die prestatieverbeteringen mogelijk maken of die hun voordeel doen met andere externe factoren (bv. de noodzaak om zorgwekkende materialen te vermijden/vervangen) die het gebruik waarschijnlijk zullen stimuleren.
Hier geeft Lux een overzicht van vijf startups in een vroeg stadium (opgericht na 2020) in de biogebaseerde industrie die eruit springen als bedrijven om te kennen.
#1 OzoneBio (Opgericht: 2021 - Land: Canada - Product: adipinezuur)
OzoneBio ontwikkelt een biokatalytische route om adipinezuur te produceren uit lignocellulosehoudende biomassa. Conventionele adipinezuurproductie leidt tot het vrijkomen van lachgas - een veel krachtiger broeikasgas en vervuilende stof danCO2. Het gas gaat naar de bovenste laag van de atmosfeer, waar het zich bindt aan ozon en het vernietigt - vandaar de bedrijfsnaam OzoneBio. OzoneBio beweert dat zijn product 's werelds eerste emissievrije adipinezuur zou zijn.
Het bedrijf bewerkt lignine eerst met behulp van pyrolyse bij lage temperaturen, waarbij de zware fracties van de lignine worden omgezet in biochar. Vervolgens voert het bedrijf de lichte fracties van de lignine in een reactor die zijn biokatalysatoren bevat. OzoneBio noemt zijn biokatalysatoren "zombiecellen" - cellen die niet leven maar de enzymen stabiliseren die de reactie uitvoeren. Omdat de cellen zich in een tussenfase bevinden, zijn ze minder gevoelig voor giftige grondstoffen dan levende cellen. In tegenstelling tot andere biogebaseerde routes naar adipinezuur is de route van het bedrijf niet gebaseerd op suiker of fermentatie, en het proces resulteert in zeer zuivere (>99%) kwaliteiten adipinezuur die gemakkelijk gepolymeriseerd kunnen worden. Het bedrijf heeft onlangs een reactor van 50 liter voltooid en produceert nu kilo's materiaal om naar potentiële klanten te sturen. Het bedrijf heeft nylons getest die met zijn adipinezuur zijn gemaakt en beweert dat ze dezelfde prestaties leveren als andere nylons op de markt die zijn gemaakt van adipinezuur op fossiele basis (bijv. hetzelfde moleculaire gewicht en dezelfde smelttemperatuur).
#2 Låkril Technologies (Opgericht: 2021 - Land: V.S. - Product: acrylzuur)
Låkril ontwikkelt een platform voor biobased, koolstofarme acrylzuren en acrylaten die drop-in vervangers zijn voor verf en superabsorberende polymeren voor luiers en producten voor persoonlijke hygiëne. Upstream volatiliteit in de acrylzuurmarkt en downstream vraag naar duurzame producten blijven de interesse in biobased acrylzuur aanwakkeren. Het is moeilijk om melkzuur rechtstreeks om te zetten in acrylzuur, gezien de positie van de hydroxylgroep. Låkril beweert echter dat zijn katalysatoren voldoende rendement opleveren om het proces rendabel te maken.
De kerntechnologie van Låkril bestaat uit katalysatoren die alfahydroxyzuren effectief dehydreren. De katalysatoren bestaan uit een zeoliet van het faujasiettype, een materiaal dat op grote schaal wordt gesynthetiseerd, geïmpregneerd met multifunctionele diaminen. De technologie van het bedrijf is gebaseerd op eerder werk aan de Universiteit van Minnesota, dat de medeoprichters in 2021 hebben omgevormd tot een commerciële entiteit. Het team heeft uitstekend werk geleverd door te vergelijken hoe zijn katalysatoren zich verhouden tot concurrerende oplossingen (waaronder het proces van Procter & Gamble dat Cargill op de markt wil brengen). Het bedrijf bevindt zich nog in een vroeg ontwikkelingsstadium, maar het is de moeite waard om het in de gaten te houden terwijl het werkt aan het opschalen en verifiëren van zijn proces.
#3 Relement (Opgericht: 2020 - Land: Nederland - Product: aromaten)
Relement heeft een thermochemisch proces ontwikkeld voor de productie van bioaromaten, in eerste instantie 3-methylftalaatanhydride (MPA) afgeleid van furfural. MPA is een alternatief voor ftaalzuuranhydride op fossiele basis, een aromaat dat wordt gebruikt in alkydverven, kleefstoffen en isolatieschuim. MPA heeft verbeterde prestatie-eigenschappen zoals een lagere viscositeit, betere smeerbaarheid, hogere thermische stabiliteit, langere levensduur (bij gebruik als coating blijft het achter op het oppervlak) en een verbeterde hardheid. Aangezien het bedrijf hernieuwbare grondstoffen gebruikt en het proces bij een lage temperatuur (niet hoger dan 100 °C) en druk uitvoert, kan het proces ook zorgen voor een vermindering vande CO2-uitstoot.
Het thermochemische proces voor de productie van MPA maakt gebruik van 2-methylfuraan dat wordt verkregen door decarbonylering van furfural en fossiel maleïnezuuranhydride. De reactie vindt plaats in een tweestapsproces waarbij gebruik wordt gemaakt van de Diels-Alderreactie onder lage temperatuur en druk. Het bedrijf heeft een Europese contractfabrikant geselecteerd voor de productie van productmonsters, wat een belangrijke eerste stap is om klanten te werven en de prestaties van het materiaal te valideren. Het bedrijf heeft een industriële coating gedemonstreerd met Worlée-Chemie en Baril Coatings en heeft onlangs een samenwerking aangekondigd met AkzoNobel om het gebruik van MPA in coatings te testen.
#4 Matereal (Opgericht: 2020 - Land: Verenigde Staten - Product: nonisocyanaat polyurethanen)
Matereal produceert nieuwe niet-isocyanaat polyurethanen (NIPU's) met instelbare prestatie-eigenschappen ter vervanging van conventionele polyurethanen (PU's) op basis van isocyanaten. Conventioneel worden amines of aminezouten gereageerd met giftig fosgeen om isocyanaten te produceren, en bezorgdheid over de negatieve gevolgen voor de gezondheid heeft geleid tot interesse in isocyanaatvrije PU's. Het proces van Matereal omvat eerst de epoxidatie van onverzadigde vetzuren. In plaats van de epoxidering te openen om polyolen te vormen, reageren de epoxidegroepen metCO2 om cyclische carbonaten te vormen, die vervolgens reageren met amines (geen isocyanaten) om hydroxypolyurethanen te vormen. Het bedrijf gebruikt lijnzaadolie als grondstof.
NIPU-synthese met behulp van cyclische carbonaten en amines, zoals de oplossing van Matereal, heeft aan populariteit gewonnen. Dergelijke routes zijn echter moeilijk te commercialiseren vanwege technische uitdagingen zoals veranderde prestatie-eigenschappen ten opzichte van conventionele PU's en instabiele reacties. Matereal heeft echter aangetoond dat het in staat is om zijn formuleringen af te stemmen en heeft monsters gemaakt van coatings, kleefstoffen en schuim met behulp van zijn NIPU's. In 2020 selecteerde Fashion for Good Matereal voor haar acceleratorprogramma's en in 2021 werd het bedrijf als een van de 11 startups uitgekozen om deel te nemen aan een nieuw acceleratorprogramma van Venture For ClimateTech. Het bedrijf wil nu een productiefaciliteit bouwen in Colorado en verwacht dat de faciliteit medio 2024 operationeel zal zijn met een productiecapaciteit van 3.000 ton per jaar.
#5 Kelpi (Opgericht: 2020 - Land: Verenigd Koninkrijk - Product: barrièrecoatings)
Kelpi ontwikkelt biogebaseerde materialen op basis van zeewier voor papiercoatings. De coatings bieden een hoge water- en waterdampbarrière, een gematigde zuurstof-, vet- en minerale oliebarrière en zuurbestendige eigenschappen. De formuleringen zijn vrij van per- en polyfluoralkylstoffen (PFAS's) en garanderen de recyclebaarheid en composteerbaarheid van papieren verpakkingen. De afgelopen jaren is de belangstelling voor het gebruik van op zeewier gebaseerde materialen als vervanging voor plastic verpakkingen en formules voor coatings aanzienlijk toegenomen. Deze materialen hebben aan populariteit gewonnen omdat ze een goede gasbarrière vormen en een goede barrière vormen tegen vet en minerale oliën, en een biogebaseerd alternatief bieden voor PFAS-formuleringen. Materialen op basis van zeewier hebben echter een slechte barrière tegen water en waterdamp, waardoor ze alleen geschikt zijn voor toepassingen die geen lange houdbaarheid vereisen. In tegenstelling tot veel bedrijven die alternatieven op basis van zeewier ontwikkelen, kan Kelpi oplossingen bieden voor barrières tegen water en waterdamp voor pulp- en papierproducten en een houdbaarheid van 12 maanden garanderen.
Kelpi betrekt koolhydraten op basis van zeewier van externe bioraffinaderijen en functionaliseert ze met plantaardige oliën om de eigenschappen van de uiteindelijke materialen af te stemmen. De formuleringen voor coatings kunnen worden aangebracht door extrusie of laminering op papier en karton. Kelpi ontwikkelt ook verschillende toepassingsroutes, waaronder spray- en dipcoatings voor 3D-gevormde producten.
Voor meer informatie of om meer te weten te komen over andere interessante bedrijven die biogebaseerde oplossingen ontwikkelen, kunt u contact met ons opnemen.