Binnen het BRIMM-project wordt gewerkt aan de isolatiematerialen en –methoden van morgen, om hiermee de woningbouw te verduurzamen. Zodat uiteindelijk in 2050 heel Nederland aardgasvrij kan wonen. In dit deel: aerogel.

“Aerogel bestaat al een tijdje”, zo legt Marcel van Haren, adviseur klant en markt bij de Takkenkamp Groep, uit. “Het is een ontzettend lichte gel die extreem goed isoleert. Wij werken met Airofill Innovative Wall Insulation dat al markt gereed is en waarvoor we een gepatenteerde recept hebben dat uit 80 procent aerogel bestaat.

“De lambdawaarde – geeft aan hoe goed een isolatiemateriaal warmte geleid – van onze Airofill ligt 60 procent hoger dan huidige standaardisolatiematerialen. De Rc-waarde van 3.2 moet nog definitief worden vastgesteld, maar met doorontwikkeling behoort zelfs een Rc-waarde van 3.7 tot de mogelijkheden.”

Deelname aan het BRIMM-project betekent voor de Takkenkamp Groep waardevolle kennisoverdracht. “We werken binnen het project samen aan het optimaliseren van het product om het uiteindelijk te kunnen vermarkten en opschalen”, aldus Van Haren.

Academische insteek
“Met Aerobel willen we het best mogelijke isolatiemateriaal ontwikkelen. Ecologisch, economisch én technologisch” vertelt Sam Chartouni, CEO van het Belgische Aerobel. “Uit alle wetenschappelijke studies blijkt aerogel de meeste potentie te hebben.”

De kostprijs was echter zo hoog dat eigenlijk alleen de ruimtevaart er gebruik van maakt. “We zijn daarom ook hier academisch gaan kijken en Dr. Steve de Pooter binnengehaald. Hij heeft bij de Katholieke Universiteit Leuven en het Massachusetts Institute of Technology onderzoek gedaan naar de ontwikkeling en de praktische toepassingen van aerogel.”

De Pooter, hoofd research & development bij Aerobel, ontwikkelde een uniek productieproces voor siliciumdioxide aerogel. “Eerst wordt een natte gel gemaakt van onuitputbare natuurlijke bronnen en  afvalstromen. Deze natte gel wordt omgezet in aerogel door het vloeibare gedeelte te verwijderen via een gepatenteerd drogingsproces zonder de poriënstructuur van de oorspronkelijke gel te beschadigen.

“Dit proces wordt nu nog verder geoptimaliseerd en opgeschaald om een duurzame en continue productie op industriële schaal te garanderen”, zo legt De Pooter uit. “Dit staat ons toe om aerogel te produceren op een significant goedkopere en meer ecologische manier. Het proces is volledig circulair, ook de solventdampen tijdens het drogen worden opgevangen en hergebruikt.”

De aerogel
“Er zijn verschillende typen aerogels die bestaan uit vaste materialen en lucht in een gestructureerd netwerk op nanoschaal. Zo’n netwerk heeft een porositeit van minstens 90 procent”, zegt De Pooter.

Een poreus netwerk dat voornamelijk bestaat uit mesoporiën, kleine openingen met een diameter van 2 tot 50 nanometer. “Aerogel staat daardoor bekend als de lichtste vaste stof en beste thermische isolator op aarde.

“In het productieproces moet de poriestructuur van de aerogel beschermd blijven tegen vocht, dat een negatieve impact heeft op de isolatiecapaciteit”, zo vervolgt De Pooter. “Daarom wordt de aerogel waterafstotend gemaakt zonder gebruik te maken van chemicaliën die vaak corrosief, giftig of licht ontvlambaar en bovendien slecht voor het milieu zijn.

“Eenmaal voltooid is de aerogel niet alleen extreem isolerend en waterafstotend, maar ook zeer brandveilig. Bij brand vat het namelijk geen vlam, smelt en rookt niet en er komen ook geen gassen vrij.”

Opschalen
Aerogel bestaat al enige tijd, zo weet De Pooter te vertellen. ”Het is in 1931 voor het eerst in een wetenschappelijk artikel in Nature besproken door professor Samuel Stephens Kistler. Het was tot voor kort zo extreem duur dat bijna alleen NASA het gebruikte. De elektronica van de Marsrover wordt door aerogel op kamertemperatuur gehouden, ondanks luchttemperaturen tot -125° Celsius.”

Ondanks dat aerogel al lang bestaat en de Takkenkamp Groep het als een ‘echte vernieuwing in de energie- en warmtetransitie’ aanduidt, is het nog altijd kostbaar en wordt het alleen op kleine schaal toegepast. “Om wat aan de kostprijs te doen is het belangrijk dat we een waardeketen gaan ontwikkelen om op te schalen en dat de markt bekend raakt met aerogel”, zegt Van Haren.

“Op dit moment werken we met Airofill aan kleinere projecten. Het volume moet eerst naar 2.500-3.000 woningen per jaar.” De Takkenkamp Groep wil geen kunstmatige sprong in de kostprijs van aerogel maken door nu al een fabriek te bouwen en op te schalen.

“Wij zijn een specialistische MKB-onderneming en willen daar op een natuurlijke manier naartoe groeien. Rond de 3.000 woningen is denk ik het kantelpunt, dan kan er echt een halvering van de kostprijs plaatsvinden.

“Op termijn willen we een eigen fabriek opzetten, zodat we op grote schaal Airofill kunnen gaan produceren. Dit willen we op eigen locatie gaan doen om een korte waardeketen te creëren, maar wij zijn een specialistische MKB-onderneming en zoiets vraagt een flinke investering.”

Marktenthousiasme
Van Haren, Chartouni en De Pooter zijn het er alle drie roerend over eens, de kostprijs moet omlaag. Nu is dat nog 185 euro per vierkant meter bij 60 millimeter spouwdiepte. “De reacties uit de markt zijn nog wat gereserveerd, maar ik verwacht dat het gebruik van aerogel de komende jaren flink zal toenemen”, aldus Van Haren.

Dat er wel degelijk enthousiasme bestaat in Nederland voor aerogel bewees de Takkenkamp Groep dit jaar nog. Zijn Airofill Innovative Wall Insulation werd opgenomen in de KVK innovatie top 100. “Als de markt ermee bekend raakt, dan komen er ook grotere investeringen en projecten, en kan aerogel bijdragen aan het halen van het aardgasvrij maken van Nederland voor 2050.”

Toch is aerogel niet alleen geschikt om woningen te isoleren, het is juist heel breed toepasbaar legt De Pooter uit. “Het is ook geschikt om op termijn in allerlei materialen en toepassingen te integreren. Zo kan het bijvoorbeeld gebruikt worden in de auto- en vliegtuigindustrie, in verf, in isolerende dekens voor pijpleidingen, batterijen, kleding, cosmetica, of zelfs in de farmaceutische industrie.

“Onze focus ligt ook op het opschalen op een veilige en effectieve wijze, zonder dat we inleveren op de kwaliteit van het product. Daarvoor zijn we alle parameters aan het onderzoeken die cruciaal zijn bij het overgaan naar een steeds groter productieproces.”