Logo hdPlasma: wondermiddel tegen CO2 en kanker. Haarlemse uitvinder werkt samen met wetenschappers en grote bedrijven

 

Technologie

Plasma: wondermiddel tegen CO2 en kanker. Haarlemse uitvinder werkt samen met wetenschappers en grote bedrijven

Willemien Schenkeveld

19-01-25, 12:51

Voor de zoveelste keer in zijn leven haalt André Kapitein een aansteker uit zijn zak voor zijn uitleg ‘plasma voor dummies’. © Foto United Photos / Rob van Wieringen

HaarlemMet het wondermiddel plasma kun je de gekste dingen. Het schadelijke broeikasgas CO₂ op een handige manier omzetten in nuttige moleculen, bijvoorbeeld. Of kanker bestrijden met minder chemo. Vanuit Haarlem werkt uitvinder André Kapitein samen met wetenschappers en grote bedrijven aan deze baanbrekende technieken.

Voor de zoveelste keer in zijn leven haalt André Kapitein een aansteker uit zijn zak voor zijn uitleg ‘plasma voor dummies’. „Je hebt vaste stoffen. Als je daar energie aan toevoegt, worden het vloeistoffen. Met nog meer energie erbij krijg je gassen. En als je daaraan weer energie toevoegt” - de aansteker gaat even aan - „met een vlammetje of met een elektrische vonk, wordt het plasma. Ofwel gas met een lichte elektrische lading, waarin allerlei deeltjes met elkaar kunnen reageren.”

Plasma - het heeft niets te maken met bloedplasma, behalve de naam - is geweldig. Je kunt er lucht en water mee zuiveren, wonden steriliseren, microscopisch dunne laagjes aanbrengen, chips mee perfectioneren en noem maar op. In de internationale plasmawereld is het bedrijf van André Kapitein een kleine speler, maar wel bijzonder. „Kijk, op zich kan iedereen plasma maken. Je kunt bij Ali Baba machientjes van 36 euro kopen. Maar niemand kan het op de manier waarop wij het doen. Wij creëren elektrische vonkjes die minder dan 5 miljardsten van een seconde duren. Daardoor verbruikt onze techniek maar liefst 80 tot 90 procent minder energie dan de traditionele methode.”

De Haarlemse uitvinder is met zijn bedrijf Kapiteinlabs gespecialiseerd in het veranderen van de samenstelling van lucht via plasma. Als je lucht door een wolk plasma blaast, verandert de structuur van de moleculen in die lucht. Moleculen die stinken of giftig zijn, worden veranderd in andere, onschuldige en soms zelfs nuttige moleculen. Het is niet zozeer reinigen als wel ‘tweaken’ van lucht. „Je moet daarvoor exact weten hoe moleculen zich gedragen. En daar je plasma nauwkeurig op kunnen inregelen. Dat kunnen wij, in samenwerking met de Technische Universiteit Eindhoven.”

Betonindustrie

De wereldwijde betonindustrie, die enorme hoeveelheden CO₂ uitstoot en daardoor flink bijdraagt aan de gevaarlijke klimaatverandering, kijkt hier vol belangstelling naar. „De Global Concrete and Cement Association heeft gezegd: zodra jullie iets hebben dat werkt, gaan wij het toepassen. Zij moeten van hun CO₂-uitstoot af. Maar afbreken van CO₂ kost zó veel energie dat er geen beginnen aan is. Daarom zijn wij bij de TU Eindhoven gaan experimenteren met CO₂ en plasma. Toen bleek dat als we CO₂ en waterdamp samenbrengen in een plasmaveld, er koolwaterstoffen ontstaan. Dat proces kost helemaal niet veel energie.” Die koolwaterstoffen kunnen worden gebruikt voor de productie van farmaceutica, medicijnen en kunststoffen.

In het laboratorium werkt het, dat is bewezen. Nu wordt de komende jaren toegewerkt naar machines voor in het echte werkproces. Dat gebeurt samen met de high tech apparatuurontwikkelaars van Blok System Supply in Velsen-Noord, waar de eerste apparaten ook zullen worden gebouwd. „Ik hoop dat we over vier jaar werkzame machines hebben. En als het werkt voor de cementindustrie, werkt het overal.”

Schoon drinkwater

Met hoogwaardige plasmatechnologie kan nog veel meer. Schoon drinkwater voor iedereen komt bijvoorbeeld binnen handbereik. „Water zuiveren gebeurt met ozon. Het probleem is: de huidige ozongeneratoren zijn grote apparaten die veel stroom gebruiken en een hoge CO2-footprint hebben. Maar wij kunnen op een heel energiezuinige manier ozon maken, door lucht door plasma heen te jagen. Nu is schoon water een Westerse luxe, maar straks kun je overal schoon water maken, als je maar een set zonnepanelen en een plasma-ozongenerator hebt. We werken hiervoor samen met de wereldmarktleider op het gebied van waterzuivering.”

De Blue Reactor die lucht reinigt, blijkt stank te kunnen verwijderen bij een rioolwaterzuiveringsinstallatie. © Foto Kapitein Labs

Varkensboeren

Wat ook kan: stank en schadelijke stoffen weghalen door lucht langs de plasmawolk te blazen. Kapitein heeft een eerste versie van die Blue Reactor al eens verkocht aan een hotelketen en een paar bierbrouwerijen, maar die bleek commercieel toch niet sterk genoeg, er was te veel concurrentie. De afgelopen jaren heeft hij zijn verbeterde versie getest bij varkensboeren, Tata, Shell, Verkade en bij rioolwaterzuiveringsinstallaties van het Hoogheemraadschap. Ook die apparatuur moet over een paar jaar gebruiksklaar zijn.

Al die verschillende apparaten gaat Kapiteinlabs niet zelf bouwen, installeren en distribueren. „Dat laten we graag over aan bedrijven die daarin gespecialiseerd zijn. Wat we wel doen: wij stellen de apparatuur in met chipjes en codes. Dát is het geheim van de smid.”

André Kapitein © Foto United Photos / Rob van Wieringen

Het hart van het bedrijf bevindt zich in de Haarlemse Koepel. Tot voor kort in een klein hokje, nu in een grote ruimte omdat er steeds meer medewerkers bij komen. Het afgelopen jaar is maar liefst vijf miljoen aan financiering binnengehaald om de gebruiksklare apparatuur te ontwikkelen.

NWO

Daarnaast heeft de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) aanzienlijke subsidie gegeven voor de ontwikkeling van een nog vijf keer energiezuiniger plasmagenerator, met vonkjes van minder van een miljardste seconde. „Ons onderzoeksprogramma ligt de komende acht jaar vast, inclusief de bijbehorende promotietrajecten.”

Vanuit Haarlem wordt met verschillende academische instituten samengewerkt. „We zijn zo’n beetje getrouwd met de TU in Eindhoven en de Hogeschool van Amsterdam, en we werken ook bijvoorbeeld samen met de ETH in Zürich, dat is echt een topinstituut.”

Extreem korte vonkjes veranderen gewoon gas in plasma ofwel licht elektrisch geladen gas. © Foto Kapitein Labs

Q-koorts

Desgewenst kan Kapitein ontzettend rijk worden, want hij heeft de eerste patenten waar het ooit mee begon op zijn naam staan. Lang geleden bedacht hij als cameratechnoloog samen met TNO een superieure beveiligingscamera en vanaf dat moment werd hij voltijds uitvinder. „Met plasma ben ik begonnen toen iemand me vroeg hoe je Q-koortsbacteriën uit een geitenstal zou kunnen krijgen. Ik heb toen thuis in mijn werkkamer zitten experimenteren met magnetronstraling en infraroodlicht, en uiteindelijk met plasma. Om mijn allereerste plasma te maken heb ik nog een compressor gesloopt uit een koelkast die was gedumpt bij Spaarnelanden.” De Q-koorts kreeg hij niet weg, wel bleek zijn plasma-apparaat stank weg te kunnen toveren.

Lunchtrommeltje

Rijkdom streeft hij niet na. „Mijn leven is helemaal prima, mijn kinderen zijn gezond, we hebben hartstikke leuke buren. Ik doe bijna alles op de fiets, ik kom met mijn lunchtrommeltje achterop naar de Koepel, wat zou ik nog meer willen. Ik word gelukkig van onderzoek en ontwikkeling. Als alles loopt zoals we denken, gaan we het verdiende geld in nieuw onderzoek stoppen. We blijven zeker ook in Haarlem en Velsen, maar ik wil óók een instituut bij de TU Eindhoven opzetten. Ik wil eigenlijk gewoon een eigen onderzoeksinstituut om technologie van het lab naar de markt te brengen. Dát is mijn droom.”

Plasma tegen kanker, staat binnenkort in Nature

Plasma kan zelfs worden ingezet om kanker te bestrijden, heeft André Kapitein samen met het VUMC uitgezocht. „Eerst hebben we getest of plasma schadelijk is voor menselijke cellen. Nee, zo bleek, toen we cellen in een petrischaaltje bestookten met een plasma-pen.”

„Vervolgens hebben we gekeken of plasma heel misschien een rol kon spelen bij de behandeling van kanker. We hebben gekeken naar blaaskanker. Dat wordt behandeld door een zoutoplossing met chemo te injecteren in de blaas. Toen we die vloeistof eerst met plasma behandelden en pas daarna injecteerden, bleek dat de toch al hyperactieve kankercellen zoveel energie opnamen dat ze zichzelf opbliezen. Je kunt daardoor met minder chemo toe.”

Kortgeleden werd bekend dat het onderzoek wordt gepubliceerd door het toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift Scientific Reports van Nature. „Het gevoel dat ik toen kreeg, is onbeschrijfelijk. Ik ben gevraagd om dit verder te ontwikkelen, maar ik twijfel daarover. Uitvinden is mooi, maar er is focus nodig om dit verder tot een succes te maken.”