De rol van TiO2 bij het mogelijk maken van hernieuwbare energie en energie-efficiëntie

De verwezenlijking van de klimaatdoelstellingen voor 2030 en 2050, in overeenstemming met het Akkoord van Parijs, is de maatstaf voor succes voor het beleid in het kader van de Europese Green Deal.

 De Europese Commissie lanceert een reeks ambitieuze beleidsmaatregelen in het kader van de Europese Green Deal voor de verwezenlijking van de doelstelling van de EU voor 2030 om de uitstoot van broeikasgassen tot ten minste 55% terug te brengen en de doelstelling voor 2050 van klimaatneutraliteit. Deze beleidsmaatregelen variëren van het hervormen van de manier waarop het voedselsysteem werkt tot het bevorderen van de overgang naar een circulaire economie en de ontkoling van de industrie.

Hernieuwbare energie en betere energie-efficiëntie blijven twee belangrijke instrumenten in de toolbox om de klimaatambities te verwezenlijken.

In de effectbeoordeling van het klimaatdoelstellingsplan voor 2030 is geschat dat het aandeel energie uit hernieuwbare bronnen in 2030 38% tot 40% zou moeten bereiken en dat de benodigde energie-efficiëntiewinst 36%-39% voor het uiteindelijke energieverbruik bedraagt en 39-41% voor het primaire energieverbruik¹.

De overgang van “energie-efficiëntie” naar de ontwikkeling van een energiesector op basis van hernieuwbare energie vraagt om verbeterde innovatie en verbeterde infrastructuur. TiO? kan een rol spelen in zowel energie-efficiëntie als in het genereren van hernieuwbare energie.

TiO2 verbetert de energie-efficiëntie in gebouwen

Gebouwen zijn de grootste individuele energieverbruikers in Europa en vertegenwoordigen 40% van het energieverbruik en 36% van de uitstoot van broeikasgassen (BKG) in de EU². Het EU-initiatief voor de renovatiegolf (Renovation Wave Initiative) streeft ernaar het gebouwenbestand energie-efficiënter te maken en de hoeveelheid verbruikte energie terug te dringen. TiO2 kan hierbij een belangrijke rol spelen.

Enabling renewables modern buildings

TiO2-pigment is een essentieel ingrediënt in verf en kan een briljante, langdurige witte afwerking bieden, zowel voor binnen als buiten. De toepassing ervan kan niet alleen bijdragen aan de langere levensduur van de materialen die het bedekt, maar ook aan de energie-efficiëntie.  Wanneer verf met TiO2-pigment wordt aangebracht op de buitenoppervlakken van gebouwen, kan het de warmteontwikkeling in deze gebouwen aanzienlijk verminderen. Dit is dankzij een unieke eigenschap van TiO2 om de infraroodstralen van de zon te weerspiegelen. Hierdoor helpt TiO2 de energie te verminderen die anders zou worden verbruikt door koelapparaten zoals airconditioning, wat energie helpt te besparen.

Daarnaast kan TiO2 helpen bij het aanpakken van het “stedelijke hitte-eilandeffect”, dat in veel steden over de hele wereld een groeiend probleem is.

Enabling renewables heat island

De absorptie van warmte door beton en bouwmaterialen zorgt ervoor dat de temperaturen in steden aanzienlijk hoger kunnen zijn dan in een landelijke omgeving. Het verven van oppervlakken met witte of andere gekleurde verf die TiO2 bevat, is een effectieve manier om dit effect te verminderen.

TiO2 is een bouwsteen voor de toekomst van hernieuwbare energie

 Naar verwachting zullen hernieuwbare energiebronnen tegen 2030 32% van het energieverbruik uitmaken³. De fotokatalytische eigenschappen van TiO? zorgen ervoor dat het wordt gebruikt in bestaande en nieuwe zonne-energietechnologieën die een aanzienlijke bijdrage kunnen leveren aan de doelstellingen voor hernieuwbare energie.

Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van de Rice University in Texas onthulde bijvoorbeeld een nieuw materiaal, Hemateen, dat een doorbraak zou kunnen vormen voor het genereren van zonnebrandstoffen.

Hemateen wordt gewonnen uit hematiet, de minerale vorm van ijzererts. Het onderzoek toonde aan dat het gewonnen hemateen in combinatie met nanotubes van TiO2 ervoor zorgde dat een elektrische lading, gegenereerd door fotokatalytische activiteit, voor gebruik kon worden geëxtraheerd.

TiO2 is een van de meest efficiënte fotokatalysatoren. Zowel de industrie als de wetenschappelijke gemeenschap gebruiken het voor vele toepassingen en onderzoeksprojecten, van waterreiniging tot luchtzuivering.

Innovatie op het gebied van batterijen en TiO2

De Europese Commissie is van plan om specifieke wetgeving in te voeren om een circulaire en duurzame waardeketen voor batterijen te helpen creëren. Hierdoor zullen batterijen een fundamentele rol spelen in de overgang van de EU naar een meer circulaire economie met een lagere uitstoot.  Het verbeteren van de batterijcapaciteit en de levensduur zijn twee belangrijke uitdagingen.

Enabling renewables batteries

TiO? is een waardevolle chemische stof die de efficiëntie van batterijen kan helpen verbeteren door zowel hun energieopslagcapaciteit als hun levensduur te verlengen.

  • In 2015 ontwikkelde een team van onderzoekers van de Nanyang Technology University (NTU) in Singapore batterijen op basis van TiO? die in slechts twee minuten kunnen worden opgeladen tot 70% van hun capaciteit, met een verwachte levensduur van 20 jaar.
  • Het is bewezen dat TiO? nuttig is in de omkeerbare reactie in oplaadbare lithium-ionbatterijen, waardoor ze langer meegaan en zelfs de noodzaak voor het recyclen van batterijen vermindert.

¹ https://ec.europa.eu/clima/policies/eu-climate-action/2030_ctp_nl en https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/nl/mex_20_2141

² https://ec.europa.eu/info/law/better-regulation/have-your-say/initiatives/12376-Commission-Communication-Renovation-wave-initiative-for-the-building-sector

³ https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:52020SC0176