Ferrietnanodeeltjes en inductieve warmte: een duurzame draai aan industriële processen

De aarde warmt op, en daar is geen twijfel meer over. Wat wél nog volop in ontwikkeling is, zijn de technologieën die die opwarming moeten afremmen. Eén ding is duidelijk: de industrie, verantwoordelijk voor bijna een kwart van de wereldwijde CO₂-uitstoot, moet dringend schoner. Vooral industriële verwarmingsprocessen, die vaak draaien op fossiele brandstoffen, blijken bijzonder CO₂-intensief.

Maxim De Belder werkte de voorbije jaren aan de Vrije Universiteit Brussel en de Leuvense universiteit aan een vernieuwende oplossing, ergens op het snijvlak van nanotechnologie, energie-efficiëntie en duurzame chemie. In zijn doctoraatsonderzoek, Magnetische adsorbenten voor temperatuurswissel adsorptieprocessen met inductieve verwarming, focust De Belder op inductieve verwarming als veelbelovende alternatieve technologie, met ferriet-nanodeeltjes in een glansrol. “Verwarming is een blinde vlek in veel industriële klimaatstrategieën”, zegt De Belder. “Nochtans gaat het over een derde van het energieverbruik in de industrie. Daar valt dus enorm veel winst te boeken.”

Inductieve verwarming werkt via een magnetisch veld dat, zonder fysiek contact, lokaal warmte opwekt in een speciaal materiaal: de susceptor. Ferrieten — een klasse van magnetische keramieken — zijn hiervoor bijzonder geschikt. Door ze tot op nanoschaal te optimaliseren, kunnen ze exact afgestemd worden op de gewenste toepassing.

“Je kan de ferrietdeeltjes als het ware afstemmen zoals een muziekinstrument”, zegt De Belder. “Ze reageren dan optimaal op het magnetisch veld, zodat je de gewenste warmte precies krijgt waar en wanneer je ze nodig hebt.”

Een sprekende toepassing van de technologie is te vinden in Carbon Capture — het opvangen van CO₂ uit industriële rookgassen. Klassieke methodes zijn notoir inefficiënt: tot 41% van de warmte gaat verloren. Maxim De Belder werkte aan een nieuwe aanpak: Inductive Heating Swing Adsorption (IHSA), waarbij ferrietdeeltjes gecombineerd worden met adsorberende stoffen zoals zeolieten. Die combinatie maakt het mogelijk om CO₂ gecontroleerd op te vangen én los te laten, met minimale energieverliezen. “We hebben gezien dat die hybride materialen niet alleen efficiënt werken, maar ook snel kunnen schakelen”, legt hij uit. “Dat is cruciaal voor processen die continu draaien.”

De ferriet-nanodeeltjes blijken niet alleen nuttig in de strijd tegen CO₂. Ze openen ook deuren in andere domeinen, van heterogene katalyse tot medische toepassingen zoals hyperthermiebehandelingen voor kanker. De Belder ziet de materialen als een soort duurzame bouwstenen voor de technologie van morgen.

Zijn doctoraat werd begeleid door prof. Johan Martens en dr. Eric Breynaert aan de universiteit van Leuven en vanaf 2022 ook door prof. Joeri Denayer aan de VUB, in het kader van een joint PhD. De Belder combineerde diepgaande materiaalkunde met toegepast energieonderzoek, en legde zo een stevige wetenschappelijke basis voor de volgende generatie industriële warmteoplossingen. “Mijn drijfveer is altijd geweest om wetenschap tastbaar te maken,” zegt hij. “We hebben geen tijd meer voor louter academische discussies. Het is tijd voor slimme oplossingen — en ik geloof dat inductieve verwarming daar één van kan zijn.”

Nieuwsbericht van VUB, 24/04/2025