{"id":450935,"date":"2023-06-29T06:30:00","date_gmt":"2023-06-29T04:30:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=450935"},"modified":"2023-06-29T06:30:00","modified_gmt":"2023-06-29T04:30:00","slug":"corrosie-is-duur-en-slecht-voor-onze-planeet-zo-innoveren-wetenschap-en-tata-steel-corrosiebescherming","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/nl\/corrosie-is-duur-en-slecht-voor-onze-planeet-zo-innoveren-wetenschap-en-tata-steel-corrosiebescherming\/","title":{"rendered":"<strong>Corrosie is duur en slecht voor onze planeet: zo innoveren wetenschap en Tata Steel corrosiebescherming<\/strong>"},"content":{"rendered":"\n<p>Afgelopen week was Tata Steel volop in het nieuws. Actievoerders demonstreerden op het terrein van de fabriek in Velsen-Noord en eisten een groenere staalproductie of het vertrek van de staalproducent. Maar hoe bereiken we dat?<\/p>\n\n\n\n<p><a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41529-022-00318-1\">15 tot 33 procent<\/a> van al het staal dat wereldwijd geproduceerd wordt, gaat verloren aan corrosie. De kosten van staalcorrosie worden geschat op drie tot vier procent van het wereldwijde BBP. Coatings of kathodische bescherming kunnen corrosie \u2013 de verslechtering van een object door interactie met de omgeving \u2013 verminderen. Je zou zeggen: als we alle stalen objecten voorzien van een extra laagje bescherming, dan is dat een eenvoudige verduurzamingsslag. Maar zo simpel is het niet. Corrosie \u2013 en het tegengaan ervan &#8211; is een complex, elektrochemisch en dynamisch proces.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"io-block io-block__summary\"><ul><li>Corrosie veroorzaakt aanzienlijke economische kosten en milieuschade;<\/li><li>Tata Steel en wetenschap innoveren in corrosiebescherming om staal duurzamer te maken;<\/li><li>Alternatieven voor schadelijke corrosie-remmers zijn: chroom-3, lithium-gebaseerde inhibitoren en machine learning voor voorspelling en bescherming tegen corrosie.<\/li><\/ul><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Ster in beschermen van staal, vijand voor mens en milieu<\/h2>\n\n\n\n<p>\u201cZodra staal reageert met de vochtige buitenlucht, vormt er zich een ijzer(hydr)oxidehuid. Als we daar vooraf niet goed rekening mee houden tijdens het productie- en applicatieproces, kan dat laagje vol scheuren en defecten zitten. Dan biedt het onvoldoende bescherming en kan het niet voorkomen dat het onderliggende metaal in oplossing gaat\u201d, legt Arjan Mol uit. Hij is hoogleraar Corrosietechnologie en Elektrochemie aan TU Delft.<\/p>\n\n\n\n<p>Chroom-6 (officieel: Cr<sup>6+<\/sup>) is een ster in het beschermen van staal tegen corrosie. Doordat er zes elektronen missen uit de twee buitenste schillen van het atoom, reageert de stof makkelijk met bijvoorbeeld zuurstof. Zo vormt het een corrosiewerende laag als de verflaag beschadigd raakt. Deze \u2018actieve corrosie-remmer\u2019 is zelfherstellend: bij beschadigingen lost het chromaat op in water en vormt het een beschermend laagje in de kras dat ervoor zorgt dat het onderliggende metaal niet gaat corroderen. Maar, het materiaal is milieuvervuilend en kankerverwekkend. Het mag volgens EU-wetgeving alleen nog gebruikt worden als er geen goed alternatief is en onder strikte voorwaarden, zoals in de binnenkant van vliegtuigen.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"io-block io-block__box\"><h2>Duurzaam staal<\/h2><p>Onze samenleving is gebouwd op staal. We maken er fietsen bruggen, pijpleidingen en auto\u2019s van. In 2021 werd er wereldwijd <a href=\"https:\/\/www.abnamro.com\/research\/nl\/onze-research\/duurzaam-staal-blijft-een-traag-verhaal\">1,9 miljard ton staal<\/a> geproduceerd \u2013 een historisch hoogtepunt in de mondiale staalproductie. Of dieptepunt, want elke ton nieuw geproduceerd staal gaat gepaard met 1,9 ton CO<sub>2<\/sub>-uitstoot. Met een aandeel van zeven procent in de wereldwijde CO<sub>2<\/sub>-uitstoot is het een van de industrie\u00ebn met de grootste koolstofdioxide uitstoot. Toch zijn we ertoe veroordeeld, want een alternatief voor staal is er niet. Er zit dus maar een ding op: de levenscyclus van staal groener maken. In deze serie kijken we hoe wetenschappers van TU Delft en de industrie de levenscyclus van staal \u2013 van productie tot verwerking, toepassing en recycling \u2013 verduurzamen. Vandaag: de rol van corrosietechnologie in het verduurzamen van staal.\u00a0 \u00a0<\/p><\/div>\n\n\n<div class=\"vlp-link-container vlp-layout-basic wp-block-visual-link-preview-link\"><a href=\"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/nl\/zijn-microstructuren-de-sleutel-tot-groener-staal\/\" class=\"vlp-link\" title=\"Zijn microstructuren de sleutel tot groener staal?\"><\/a><div class=\"vlp-layout-zone-side\"><div class=\"vlp-block-2 vlp-link-image\"><\/div><\/div><div class=\"vlp-layout-zone-main\"><div class=\"vlp-block-0 vlp-link-title\">Zijn microstructuren de sleutel tot groener staal?<\/div><div class=\"vlp-block-1 vlp-link-summary\">Door de microstructuur te veranderen &#8211; met warmtebehandelingen of door, mogelijk in combinatie met het veranderen van de chemische samenstelling &#8211; kan de structuur van het materiaal veranderen.<\/div><\/div><\/div>\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Ongevaarlijk broertje<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Welke alternatieven zijn er dan? Er is het ongevaarlijke broertje chroom-3, dat wordt gebruikt voor het produceren van blikjes. Het gebruik van chroom-3 werd lange tijd als onmogelijk gezien; de beschermlaag is minder sterk. \u201cOns is dat nu toch gelukt, chroom-3 wordt gebruikt als beschermlaag bij verpakkingsmateriaal, zoals blikjes drinken\u201d, vertelt Hans van der Weijde, programmadirecteur van Tata Steel R&amp;D.<\/p>\n\n\n\n<p>De staalproducent ontwikkelde als eerste ter wereld een methode waarmee met een heel simpel elektrolyt een dunne chroomcoating gemaakt kan worden vanuit een chroom-3 oplossing. \u201cDat is leuk op kleine schaal in een laboratorium, maar voor een productielijn van driehonderd meter per minuut is het een ander verhaal. We willen een laag cre\u00ebren met een dikte van ongeveer honderd nanometer m\u00e9t de structuur van metaaloxide. Een grote uitdaging, maar wel een hele leuke.\u201d<\/p>\n\n\n\n<p>Ook andere elementen kunnen een oplossing bieden. Zo zijn ook op lithium gebaseerde corrosie-inhibitoren nadrukkelijk onderwerp van industrieel-academisch onderzoek. Deze chemie zorgt na beperkte oplossing van het metaal voor de vorming van een dichte, goed beschermende oxidelaag. Op deze manier maakt Mol van vijand (corrosie) een vriend op basis van het depositiemechanisme. \u201cAls je rekening houdt met microstructuur en chemicali\u00ebn kun je in plaats van een losse laag juist een robuuste laag cre\u00ebren. Zo laat je corrosie v\u00f3\u00f3r je werken in plaats van tegen.\u201d<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-gallery has-nested-images columns-default is-cropped wp-block-gallery-1 is-layout-flex wp-block-gallery-is-layout-flex\">\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" data-id=\"450943\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/Hans-van-der-Weijde-2-1-886x1004.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-450943\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Hans van der Weijde<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" data-id=\"450942\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/Schermafbeelding-2023-06-27-201106.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-450942\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Arjan Mol<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n<p>Deze toepassing is nu alleen nog onderzocht op aluminiumlegeringen voor de burgerluchtvaart. Lastig is dat &#8211; voordat de industrie ervaring heeft opgebouwd met praktische toepassingen &#8211; wetenschappers moeilijk kunnen voorspellen hoelang zo\u2019n laag voldoende bescherming biedt. Mol: \u201cVoorspellingen doen is complex. Dat komt vooral door de onvoorspelbaarheid van omgevingscondities waaraan objecten worden blootgesteld. We kunnen versnelde testmethoden in laboratoria koppelen aan de daadwerkelijke levensduur, maar mechanismen en de snelheid van onderliggende degradatieprocessen in een laboratorium kunnen typisch verschillen van die in de praktijk.\u201d<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Lichtere constructies<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Volgens Van der Weijde kan de sector nog een grote verduurzamingsslag slaan met het lichter maken van constructies. \u201cToen ik bij Tata Steel begon, woog een drankblikje nog 35 gram, nu is dat 20 gram. Die trend geldt niet alleen voor de verpakkingswereld, maar ook voor de automotive- en bouwsector. Wij hebben tachtig tot honderd promovendi aan het werk bij universiteiten. Al die wetenschappelijke kennis zorgt voor technologische ontwikkeling. We werken met steeds dunnere en daardoor lichtere materialen en slimmere coatings. Zo kunnen we steeds duurzamer, dunner en lichter staal produceren. Het materiaal dat je niet gebruikt, hoef je ook niet te recyclen.\u201d<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Machine learning<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Als Mol naar de toekomst kijkt, verwacht hij veel van machine learning. \u201cZelfs als we dag en nacht met duizenden onderzoekers zouden zoeken, zijn de opties van verschillende combinaties chemicali\u00ebn die kunnen dienen als chroom-6 vervangende corrosie-inhibitor eindeloos. Met behulp van machine learning kunnen we testen hoe effici\u00ebnt een set chemicali\u00ebn is op het gebied van corrosiewering en daarmee veelbelovende andere chemicali\u00ebn identificeren en de effectiviteit daarvan voorspellen. We doen daar met verschillende partners in <a href=\"https:\/\/www.tudelft.nl\/2021\/3me\/juni\/materiaalkundigen-slaan-handen-ineen-in-strijd-tegen-corrosie\">Europees verband<\/a> onderzoek naar. Dat is nu gericht op aluminium en vliegtuigbouw, maar deze aanpak kunnen we breed uitrollen richting andere metaalsoorten.\u201d<\/p>\n\n\n\n<p>Ook bij levensduurvoorspelling \u2013 een <em>holy grail<\/em> in corrosieonderzoek \u2013 van staal gaat machine learning een grote rol spelen, verwacht Mol. Met behulp van machine learning zullen wetenschappers in de nabije toekomst veel exacter kunnen voorspellen hoe een stalen brug of damwand er over vijf of tien jaar aan toe is en daarbij rekening houden met verschillende scenario\u2019s wat betreft omgevingscondities. Zo is er het <a href=\"https:\/\/sublimeproject.nl\/\">SUBLIME-project<\/a>, waar onderzoekers kijken naar <em>digital twins<\/em> van stalen objecten. \u201cIn combinatie met theoretische modellering, monitoring, sensoring en experimenten, levert dat een veel realistischere voorspelling op\u201d, aldus de hoogleraar.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p>&#8220;Ons wapenen tegen corrosie wordt steeds uitdagender vanwege de toepassingsgebieden.&#8221;<\/p>\n<cite>Arjan Mol <\/cite><\/blockquote>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Steeds uitdagendere toepassingsgebieden<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Het werkgebied van Mol en Van der Weijde wordt er niet makkelijker op. Mol: \u201cOns wapenen tegen corrosie wordt steeds uitdagender vanwege de toepassingsgebieden. De energietransitie is daar een goed voorbeeld van. Neem de toenemende vraag naar windenergie op zee. De omstandigheden voor windmolens \u2013 zout, wind, water &#8211; zijn heel corrosief. Dat geldt ook voor allerlei elektrolyseprocessen, zoals voor de productie van waterstof of conversie van koolstofdioxide, die een belangrijk onderdeel van de energietransitie vormen. Die processen werken katalytisch gezien heel goed in relatief agressieve operationele condities, maar diezelfde processen hebben ook veel effect op de degradatie van materialen. \u201d<\/p>\n\n\n\n<p>Mol is op een missie: zijn studenten, of ze nou in het onderzoek of in het bedrijfsleven terechtkomen (ju\u00edst zij), bewust maken van het feit dat investeringen en keuzes die corrosie tegengaan op voorhand misschien duurder lijken, maar zich uiteindelijk \u00e9cht terugbetalen. \u201cIedere kilo staal zorgt voor 1,9 kilo CO<sub>2<\/sub>-uitstoot. Als we tijdens de ontwerpfase al betere beslissingen nemen om in de toepassing vroegtijdige of overvloedige corrosie te voorkomen, verdienen we dat dubbel en dwars terug tijdens de levensduur van producten en constructies: zowel economisch als in termen van ecologische impact op onze samenleving. Hoe beter de kwaliteit van het staal en de beschermingsmaatregelen, hoe lichter we in veel gevallen kunnen construeren. Zo kun je in de ontwerpfase kosten drukken, maar worden ook transporttoepassingen goedkoper en energiekosten lager. De industrie moet kijken naar de hele levensduur van een toepassing. Het is een integrale verantwoordelijkheid van alles en iedereen om beter voor onze planeet te zorgen.\u201d<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Afgelopen week was Tata Steel volop in het nieuws. Actievoerders demonstreerden op het terrein van de fabriek in Velsen-Noord en eisten een groenere staalproductie of het vertrek van de staalproducent. Maar hoe bereiken we dat? 15 tot 33 procent van al het staal dat wereldwijd geproduceerd wordt, gaat verloren aan corrosie. De kosten van staalcorrosie [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1744,"featured_media":493948,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":"","footnotes":""},"categories":[1039],"tags":[79182,79184,79187,79189],"location":[6759],"article_type":[43133],"serie":[],"archives":[],"internal_archives":[],"reboot-archive":[],"class_list":["post-450935","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-sustainability-nl-nl","tag-duurzaam-staal","tag-groen-staal-2","tag-tata-steel-3","tag-tu-delft-41","location-nederland","article_type-achtergrond"],"blocksy_meta":[],"acf":{"subtitle":"In deze serie bekijken we hoe wetenschappers van de TU Delft en de industrie de levenscyclus van staal duurzamer maken. Vandaag: de invloed van corrosietechnologie.","text_display_homepage":false},"author_meta":{"display_name":"Aafke Eppinga","author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/aafke-eppinga\/"},"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/scrapyard-70908_1280.jpg","coauthors":[],"tax_additional":{"categories":{"linked":["<a href=\"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/nl\/category\/sustainability-nl-nl\/\" class=\"advgb-post-tax-term\">Sustainability<\/a>"],"unlinked":["<span class=\"advgb-post-tax-term\">Sustainability<\/span>"]},"tags":{"linked":["<a href=\"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/nl\/category\/sustainability-nl-nl\/\" class=\"advgb-post-tax-term\">duurzaam staal<\/a>","<a href=\"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/nl\/category\/sustainability-nl-nl\/\" class=\"advgb-post-tax-term\">groen staal<\/a>","<a href=\"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/nl\/category\/sustainability-nl-nl\/\" class=\"advgb-post-tax-term\">tata steel<\/a>","<a href=\"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/nl\/category\/sustainability-nl-nl\/\" class=\"advgb-post-tax-term\">TU Delft<\/a>"],"unlinked":["<span class=\"advgb-post-tax-term\">duurzaam staal<\/span>","<span class=\"advgb-post-tax-term\">groen staal<\/span>","<span class=\"advgb-post-tax-term\">tata steel<\/span>","<span class=\"advgb-post-tax-term\">TU Delft<\/span>"]}},"comment_count":"0","relative_dates":{"created":"Posted 3 years ago","modified":"Updated 3 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on June 29, 2023","modified":"Updated on June 29, 2023"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on June 29, 2023 6:30 am","modified":"Updated on June 29, 2023 6:30 am"},"featured_img_caption":"","series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/450935","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1744"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=450935"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/450935\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/493948"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=450935"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=450935"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=450935"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=450935"},{"taxonomy":"article_type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/article_type?post=450935"},{"taxonomy":"serie","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/serie?post=450935"},{"taxonomy":"archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/archives?post=450935"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=450935"},{"taxonomy":"reboot-archive","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/reboot-archive?post=450935"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}