Voor het maken van biobeton maakten de onderzoekers gebruik van biotechnologie. Aan zand wordt een poeder met bacteriën toegevoegd. Hiermee wordt een mal gevuld, waarna het drie dagen lang wordt gespoeld met urine die met calcium is verrijkt. De bacteriën breken ureum af, waardoor calciumcarbonaatkristallen groeien en het zandmengsel verhardt tot biobeton. Het resultaat van deze zogeheten biomineralisatie is een vaste stof die chemisch lijkt op natuurlijk kalkzandsteen.
Veelbelovend alternatief
Het nieuwe biobeton biedt een alternatief voor beton uit traditioneel cement. “Ons productieproces verbruikt aanzienlijk minder energie en veroorzaakt minder emissies dan de traditionele cementproductie”, zegt professor Lucio Blandini, directeur van ILEK. “Maar onze aanpak is ook duurzaam omdat we het product in een circulaire waardeketen inbedden.”
In de volgende fase zullen de onderzoekers zich richten op het identificeren van verontreinigingen in menselijke urine die de bacteriële activiteit beïnvloeden, om zo het productieproces te optimaliseren. Ook de simultane meststofproductie krijgt extra aandacht in samenwerking met het Centrum voor Ecologische Landbouw van de Universiteit Hohenheim. Het uiteindelijke doel is een praktijktest op de luchthaven van Stuttgart, waar urine zal worden verzameld en verwerkt tot zowel biobeton als meststoffen.
De eerste tests zijn veelbelovend. Met technische ureum heeft het team een indrukwekkende druksterkte van meer dan 50 Megapascal (MPa) bereikt, aanzienlijk hoger dan bestaande bouwmaterialen op basis van biomineralisatie. De sterkte met echte menselijke urine is momenteel lager (vijf MPa), maar dit kan volgens de onderzoekers nog verbeteren. Een sterkte van 30 tot 40 MPa zou volstaan voor het metselwerk van gebouwen van twee tot drie verdiepingen. Momenteel wordt onderzocht of het materiaal bestand is tegen vorst en dooi,om buitentoepassingen mogelijk te maken.
Kijk voor meer informatie over SymBioZe ook op de website van de Universiteit van Stuttgart.
Het Noord-Nederlandse Bioclear Earth, een spin-off van de Rijksuniversiteit Groningen, onderzoekt al jaren de productie van biobeton op basis van ureum en calcium. Lees er meer over in: Bacteriën maken biobeton (artikel, Agro&Chemie, 2 oktober 2020).
Beeld: Alexander Limbach/Shutterstock
