Koud plasma maakt komaf met vervelende frituurgeurtjes
Een lekker bakje of pakje frietjes maakt onmiskenbaar deel uit van het Belg zijn. Maar wat te doen met die onaangename geuren die gepaard gaan met het bakken van frieten? Met behulp van door ESA gefinancierde experimenten in het internationaal ruimtestation worden ze misschien verleden tijd.
Echt aangenaam zijn ze niet: de vervelende geuren van in vet of olie gebakken frieten of andere voedingswaren thuis of in restaurants en afhaalzaken. Het bakproces maakt slecht ruikende moleculen vrij die maar heel moeilijk weg te krijgen zijn. In restaurants kunnen grote en dure afzuigkappen deze moleculen vernietigen met behulp van chemicaliën. Maar daarbij komt ozon vrij als bijproduct en dat kan gezondheidsproblemen opleveren.
Maar het Duitse bedrijf Blümchen, dat friteuses vervaardigt, pakt de zaken anders aan op basis van plasma-experimenten die sinds 2001 aan boord van het internationaal ruimtestation ISS worden uitgevoerd.
Access the video
Een plasma is normaal gezien een heet elektrisch geladen gas, maar men kan ook een ‘koud’ plasma op kamertemperatuur creëren. Een dergelijk koud plasma blijkt uitermate efficiënt te zijn, niet alleen om komaf te maken met bacteriën maar ook tegen virussen en schimmels. Men kan er ook zonder probleem mee in contact komen, waardoor het voor veel toepassingen interessant is.
Het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Duitsland heeft methoden ontwikkeld om koude plasma’s te genereren. Het heeft een patent aangevraagd voor het idee om elektronen te gebruiken voor de aanmaak van het plasma met de bedoeling om kwalijke geuren weg te werken.
Professor Gregor Morfill leidde een team van onderzoekers die een eerste experiment in het ISS uitvoerden. Het experiment werd gefinancierd door ESA en gebeurde in samenwerking met het Russische ruimtevaartagentschap. De onderzoekers maakten gebruik van de toestand van gewichtloosheid om complexe plasma’s te bestuderen, wat een aanzet was om de technologie voor koude plasma’s te ontwikkelen.
De vierde versie van het experiment is de meest recente en is nog steeds operationeel aan boord van het ruimtestation. Daarmee is dit plasma-experiment het langst lopende in de ruimte.
Met behulp van ESA kon de opgedane kennis worden omgezet naar praktische toepassingen op de aarde. Sinds 2013 is professor Morfill CEO van het bedrijf Terraplasma, dat koude plasma’s aanwent voor medische en hygiënische toepassingen en bij de behandeling van water.
Om slechte geuren weg te werken genereert het nieuwe systeem van Terraplasma het plasma via een gloeiende elektrische ontlading in de lucht tussen een korte staafelektrode in het midden van een cilindrische elektrode. De ontlading is aanvankelijk een ongeveer één millimeter dunne lijn tussen de elektroden, maar wanneer het onder invloed van een magnetisch veld snel bewogen wordt ontstaat er een plasmaschijf. Door besmette lucht door deze schijf heen te sturen kan men ze zuiveren.
Van de ruimte naar de keuken
German EurA Consult van het Technology Transfer Programme van ESA was al langer op de hoogte van deze interessante en succesvolle spin-off van Terraplasma en introduceerde de technologie bij het bedrijf Blümchen, dat op zoek was naar een betere industriële afzuigsystemen.
Access the video
'Deze industrie gaat niet zo snel met nieuwe technologie in zee, maar we zagen hier wel een groot potentieel', aldus Johannes Schmidt van EurA Consult.
'Het is een belangrijke hulp dat beide bedrijven met een open geest werken, creatief denken en snel kunnen werken om een nieuwe ontwikkeling op de markt te brengen.'
'Bij het nieuwe ontwerp worden elektronen in het plasma gebruikt om geuren te neutraliseren', verklaart professor Morfill.
'De dunne plasmalaag breekt de aanstootgevende moleculen op in onschadelijke componenten die geurloos zijn en achteraf niet moeten verwijderd worden.'
'Bovendien gaat alles zowat duizend keer sneller dan op de traditionele chemische manier.'
'Het filterpatroon is slechts 10 centimeter lang en kan zowel in bestaande systemen als in nieuwe veel kleinere ontwerpen geïntegreerd worden. De nieuwe afzuigkappen op basis van koude plasmafilters kunnen hun dienst bewijzen bij kleine voedselstalletjes en ook thuis.
'De potentiële markt is enorm', zegt CEO Georg Hirtz van Blümchen. 'Theoretisch gesproken zijn er in Duitsland alleen al 600.000 systemen. Met een gemiddelde levensduur van 10 jaar betekent dit dat er jaarlijks zowat 60.000 eenheden nodig zijn.'
'Wanneer we dit verder ontwikkelen voor privéhuishoudens kan dat nog verder toenemen, aangezien jaarlijks tot 10 miljoen nieuwe afzuigkappen aan Europese huisgezinnen worden verkocht.'
Voor 2017 staat een volledig prototype in de planning en de eerste toestellen op basis van deze spin-off van de ruimtevaart zouden begin 2018 op de markt moeten komen. Blümchen zal de filters produceren en ze leveren aan bouwers van afzuigsystemen of de technologie in licentie geven.
En hiermee houdt het nog niet op. Terraplasma bekijkt hoe de resultaten met koud plasma uit de ruimte nog andere toepassingen op de aarde kunnen krijgen. Zo werd Terraplasma Medical opgericht, dat samen met het Duits medisch bedrijf Dynamify systemen ontwikkelt om chronische en acute wonden en huidziekten te behandelen.
Men is ook op zoek naar nieuwe medische systemen waarbij dezelfde koude plasmatechnolgie bij langdurige ruimtemissies zijn nut kan bewijzen.
