Energiebesparing door toepassing van hoge emissiviteitscoatings
Nederlandse nominaties
Brick Award 2026
Wij leveren complete installaties voor ontstoffing, luchtreiniging en pneumatisch transport
Technieken voor o.a.:
- Ontstoffing van productieruimtes (MAC)
- Reduceren van geuremissies (NER)
- Reduceren van stofemissies (NER)
Componenten die wij o.a. kunnen leveren:
- Natfilters & Droogfilters
- Cyclonen
- Gaswassers
- Topsteen- / Frogreinigers
- Naverbranders
Projecten kunnen turn-key worden uitgevoerd
Wij garanderen de emissie & grenswaarden
Engineering, bouw en onderhoud in eigen beheer
Mesys Industrial Air Systems BV
Molenstraat 27, 6914AC Herwen
+31 (0) 316 248744
www.mesys.nl
Info@mesys.nl
Natuurlijk, veilig achter de dijken
Hoog vacuüm stofzuiginstallatie
Natfilter met slibtransporteur
Frogreiniger
COLOFON INHOUD
KGK
Onafhankelijk vakblad voor keramiek, glas en minerale materialen. De redactie staat open voor bijdragen van vakgenoten. U kunt hiervoor contact opnemen met de redactie.
Voor leden van KNB en NKV is het abonnementsgeld inbegrepen in de contributie.
Abonnementen gelden voor onbepaalde tijd, tenzij schriftelijk/per e-mail wordt opgezegd voor 1 november
Website: www.kgkmagazine.nl
Druk: Printhuys, Gorinchem
Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van herdruk of op welke wijze dan ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.
6
Expositie: De ecologische impact van keramiek
8
Energiebesparing door toepassing van hoge emissiviteitscoatings
Rob Mentink, TCKI
14
Microporous ceramic nanofiltration membranes using atmospheric pressure atomic- and molecular layer deposition
Michiel Nijboer
19 Zeven Nederlandse nominaties voor internationale Brick Award 2026
Redactie KGK
24
Elektrische flitsmethode zuivert rode modder tot grondstof voor keramiek en aluminium
Redactie KGK
Nieuwe 3D-printmethode maakt ultrasterke keramische structuren uit hydrogel
Onderzoekers van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) hebben een innovatieve 3D-printmethode ontwikkeld waarmee metalen en keramische materialen met een uitzonderlijke dichtheid en sterkte kunnen worden vervaardigd. Het onderzoek, uitgevoerd door het Laboratorium voor Chemie van Materialen en Productie onder leiding van Daryl Yee, biedt een oplossing voor een bekend probleem in de keramische productie: de neiging van geprinte onderdelen om te krimpen, te vervormen en poreus te worden tijdens het uitharden of sinteren.
De nieuwe techniek maakt gebruik van een eenvoudige hydrogel - een op water gebaseerde gel - als basis voor het printproces. Eerst wordt een lichte, poreuze structuur geprint uit deze gel. Vervolgens wordt de hydrogel doordrongen met zouten die keramische componenten bevatten, zoals metaalionen of silica. Door een reeks chemische reacties worden deze zouten omgezet in ultrafijne keramische deeltjes die zich gelijkmatig door de hele structuur verspreiden.
Door deze stap meerdere keren te herhalen, ‘groeit’ de hoeveelheid keramisch materiaal binnen de gel, waardoor een steeds dichtere en sterkere compositie ontstaat. Na vijf tot tien cycli wordt de resterende hydrogel verwijderd door verhitting, waardoor alleen de keramische structuur overblijft. Die behoudt exact de vorm van het oorspronkelijke 3D-geprinte model, maar is nu een massieve, compacte keramiek met een zeer hoge mechanische sterkte.
Het bijzondere van deze methode is volgens EPFL dat het materiaal pas na het printen wordt bepaald. Eén enkele geprinte hydrogel kan zo worden omgezet in verschillende soorten keramiek, bijvoorbeeld op basis van aluminiumoxide, siliciumcarbide of zirkonia. Dit maakt het proces volgens EPFL flexibel en geschikt voor uiteenlopende toepassingen.
Om hun techniek te demonstreren, printte het EPFL-team complexe geometrische patronen, zogenaamde gyroids, die vaak worden gebruikt om lichtgewicht maar sterke structuren te maken. Mechanische tests lieten zien dat deze keramische gyroids tot twintig keer meer druk konden weerstaan dan vergelijkbare structuren die met conventionele 3Dprintmethoden waren vervaardigd. Bovendien trad er veel minder krimp op, wat zorgt voor een hogere dimensionele nauwkeurigheid. De onderzoekers zien veel mogelijkheden voor hun keramische printmethode in de ontwikkeling van componenten die zowel sterk als hittebestendig moeten zijn, zoals onderdelen voor energieconversie, microreactoren, biomedische implantaten en warmtebestendige sensoren.
Het team werkt nu verder aan het verhogen van de materiaaldichtheid en het versnellen van de productie, zodat deze techniek op termijn kan worden ingezet voor industriële fabricage van geavanceerde keramische en andere materialen.
Het onderzoek werd eind september gepubliceerd in Advanced Materials onder de titel ‘Hydrogel-based vat photopolymerization of ceramics and metals with low shrinkages via repeated infusion precipitation’. Het is online te vinden: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/ doi/10.1002/adma.202504951
Bron: EPFL
Dwarsdoorsnede van een met koper geïmpregneerde hydrogel (Foto: ALCHEMY EPFL)
3D-geprint keramisch paviljoen brengt in Brussel gemeenschapsverhalen tot leven
In de Germinal-tuinen in Evere (Brussel) is recent een nieuw keramisch paviljoen geopend met de naam Folly (Vase). Dit project is ontworpen door de Belgische kunstenaar Elise Eeraerts en de Spaanse architect Roberto Aparicio Ronda. Het paviljoen is opgebouwd uit 3D-geprinte keramische vazen die zowel structureel onderdeel vormen als in het groen opgaan - de vazen worden deels gebruikt als plantenbakken om de verbinding met de tuin te versterken.
De gebruikte 3D-printtechniek maakt nauwkeurige vormen mogelijk en laat per vazenstuk een uniek oppervlakspatroon toe. In het ontwerpproces hebben omwonenden meegedacht: hun persoonlijke verhalen en ideeën zijn vertaald in patronen en texturen op de keramische elementen. Ornament en storytelling gaan zodoende hand in hand, en het paviljoen fungeert zowel als bouwwerk als archief van lokale ervaringen.
Folly (Vase) is het eerste van een serie van vijf ‘follies’ in het kader van het 101 procentprogramma van de Brusselse Huisvestingsautoriteit. Waar traditionele tuinfollies vaak functioneel neutraal zijn, is dit paviljoen
open en uitnodigend. Dankzij de combinatie van digitale technologie en gemeenschapsinbreng biedt dit project een voorbeeld van circulair, locatiegebonden ontwerp. Vier extra paviljoenen worden nog gerealiseerd, elk met hun eigen karakter en verbinding met de openbare ruimte.
Bron: Material District https://materialdistrict.com/article/3d-printedceramic-pavilion-brings-community-stories-tolife-in-brussels/
Fotogtafie: Elise Eeraerts/Roberto Aparicio Ronda
Sustainable Ceramics #2: Investigating a Footprint
De ecologische impact van keramiek
Keramiek is een van de meest duurzame materialen ter wereld – het kan duizenden jaren meegaan – maar de productie ervan is dat niet. Bij het stoken komt veel CO₂ vrij, grondstoffen raken uitgeput en sommige glazuren zijn schadelijk voor mens en milieu. Het Keramiekmuseum Princessehof in Leeuwarden en Lab AIR uit Rotterdam onderzoeken deze tegenstrijdigheid in de tentoonstelling Sustainable Ceramics #2: Investigating a Footprint. Dit is het tweede deel van een driedelige reeks over duurzaamheid binnen de keramieksector.
De tentoonstelling opent op 22 november 2025 met een publieksdag met gratis toegang en loopt tot 25 oktober 2026. In samenwerking met Crafts Council Nederland wordt een aanvullend programma georganiseerd met workshops en lezingen over duurzame productie en hergebruik van materialen.
Thema en opzet
De expositie onderzoekt de milieu-impact van keramiekproductie, van grondstoffenwinning tot afval, en stelt vragen als: is nieuwe keramiekproductie nog verantwoord, en hoe kan deze duurzamer worden? Het alledaagse koffiekopje fungeert als rode draad en
Triaxial Blend Hannah Rose Whittle 2
symbolische drager van thema’s als luchtvervuiling, grondstofgebruik en sociale ongelijkheid.
De tentoonstelling bestaat uit drie delen: verleden, heden en toekomst.
Deel 1 – Smogware
Het eerste deel toont Smogware, een participatief project van Lab AIR. Inwoners van verschillende steden verzamelden fijnstof, dat vervolgens werd verwerkt tot glazuren voor porseleinen serviezen. De serviezen maken luchtvervuiling zichtbaar en zetten aan tot gesprek over de kwaliteit van onze leefomgeving. Zo wordt keramiek ingezet als communicatiemiddel voor maatschappelijke bewustwording.
Deel 2 – Van 16e-eeuws porselein tot IKEA-mok
Het tweede deel schetst de historische ontwikkeling van keramiek aan de hand van vier kopjes: van 16deeeuws Chinees porselein tot de moderne IKEA-mok. Elk object belicht de productieomstandigheden, logistiek, arbeidsverhoudingen en ecologische voetafdruk van zijn tijd. Een grafische laag, ontwikkeld door Lab AIR, maakt de samenhang zichtbaar tussen ambacht, industrie, handelssystemen en sociale ongelijkheid.
Deel 3 – Hedendaagse makers
In het derde deel presenteren hedendaagse ontwerpers en kunstenaars duurzame alternatieven. Hun werk bestaat uit gerecycled porselein, lokaal gewonnen klei en ongebakken aardewerk. Zij tonen dat zorgvuldige omgang met grondstoffen kan leiden tot vernieuwende, milieuvriendelijke toepassingen. Met bijdragen van onder anderen Alternative Ceramics Supply (Australië), Hannah Rose Whittle & Benedetta Pompili (Rijksaka-
demie, Amsterdam), Studio Lotte Douwes (Rotterdam) en Fabrikaat (Nijmegen).
Lab AIR
Lab AIR is een onderzoeks- en ontwerpstudio opgericht door social designer Iris de Kievith en designer/ onderzoeker Annemarie Piscaer. De studio richt zich op projecten rond luchtkwaliteit, duurzaamheid en de relatie tussen mens en leefomgeving. Lab AIR werkt interdisciplinair samen met ontwerpers, kunstenaars, ambachtslieden, wetenschappers en koks, waarbij het publiek actief wordt betrokken bij het maakproces en de dialoog.
Duurzaamheid bij het Keramiekmuseum Princessehof
Het Princessehof is het nationale museum voor keramiek, gevestigd in een 18de-eeuws stadspaleis - het geboortehuis van M.C. Escher. Het museum beheert een toonaangevende internationale collectie en plaatst keramiek in een actuele context. Duurzaamheid vormt een structureel uitgangspunt in de organisatie: vitrines en tentoonstellingsmaterialen worden hergebruikt, circulaire printmethoden toegepast en milieuvriendelijke alternatieven actief onderzocht.
Een intern Green Team ontwikkelt en implementeert voortdurend nieuwe initiatieven op het gebied van energie, materialen en afvalreductie. De reeks Sustainable Ceramics benadrukt dit beleid en laat zien hoe erfgoed, design en duurzaamheid elkaar kunnen versterken.
Energiebesparing door toepassing van hoge emissiviteitscoatings
Keramische bedrijven staan voor uitdagingen om in het kader van de energietransitie de uitstoot van CO2 verder te beperken. Daarnaast is sprake van een volatiele energiemarkt, waardoor de brandstofkosten sterk kunnen fluctueren. Het energiegebruik kan worden beperkt door het optimaliseren van het keramische (oven)proces, het uitvoeren van procesmetingen en bijstellingen van het proces, maar ook door het toepassen van nieuwe technieken en materialen zoals de hoge emissiviteitscoatings van Emisshield. TCKI heeft onderzoek verricht naar de toepassing van Emisshield van de firma Cress B.V., een familiebedrijf dat zich specialiseert in vuurvaste materialen voor de (keramische) industrie. In dit onderzoek zijn de energieverbruiken en temperatuurcurven door TCKI voor en na het toepassen van Emisshield vastgesteld in het tunnelovenproces bij Steenfabriek Engels Oeffelt.
Emisshield is een familie van keramische coatings met hoge emissiviteit, geproduceerd door Emisshield Inc. op basis van gepatenteerde technologie, gelicentieerd door NASA. Deze nieuwste emissiviteitstechnologie van NASA is destijds ontwikkeld voor de volgende generatie ruimtevaartuigen. Emisshield Inc. combineerde hun eigen gepatenteerde bindmiddelsystemen met de NASA-technologie om coatings met hoge emissiviteit
te produceren die sterk hechten aan dichte vuurvaste materialen, vuurvaste stenen, keramische vezels en de meeste metalen. Het coaten van vuurvaste materialen en keramische vezels in tunnelovens, batchovens, rolovens, enz. met Emisshield zorgt voor een gelijkmatigere verwarming, een hogere productiviteit en een langere levensduur van de vuurvaste materialen en brandstofbesparing.
(Foto: EmisshieldInc.)
Rob Mentink, TCKI
Hoe werkt Emisshield?
Emisshield wordt aangebracht op de vuurvaste wanden hangdekbekleding van de oven. Stralings- en convectie-energie van de branders en hete ovengassen wordt geabsorbeerd aan het oppervlak van de coating en opnieuw uitgestraald naar de koelere ovenlading. Een belangrijke factor hierbij is de emissiviteit van het wand- en dekoppervlak van de oven. Emissiviteit geeft aan hoe goed een lichaam energie absorbeert en opnieuw uitstraalt in vergelijking met een zwart lichaam bij een bepaalde temperatuur en golflengte. Een zwart lichaam heeft een theoretische waarde met 100 procent emissiviteit en geen reflectie. Het emissievermogen (W/m²) van een lichaam hangt af van de fysieke eigenschappen van het lichaam, oftewel de emissiviteit van het product. Emissiviteit
is, eenvoudig gezegd, een proces in twee stappen dat de absorptie en heruitstraling van energie bij langere golflengten in de nabij-infraroodbandbreedte omvat. Het is niet juist om aan te nemen dat een vuurvaste, keramische wand een grijs lichaam is, wat betekent dat de absorptie en herstraling een constant percentage van een zwart lichaam vormt bij alle temperaturen en golflengten. Zo kan een vuurvaste aluminiumoxidesilicaatwand die in een oven wordt gebruikt een totale emissiviteit van 0.8 hebben bij 260 °C, maar bij 1090 °C is de emissiviteit slechts 0.4.
In grafiek 1 wordt de emissiviteit (spectrale emissiemetingen) weergegeven, zoals gemeten voor isolerende vuurvaste stenen door de WBU (Western Bohemia University) bij verschillende temperaturen versus infraroodgolflengten in micrometers. De belangrijkste piek infraroodgolflengten voor emissie van de stralingsenergie in een oven ligt in het bereik van 2-7 micron, waarbij ongeveer 90 procent van de stralingsenergie wordt gegenereerd onder 6.4 micron in het nabij-infrarood. Dit zijn de belangrijke golflengtebandbreedtes en zijn tevens de golflengtes met de laagste emissiviteit voor vuurvaste materialen.
In grafiek 2 worden de curven van het zwarte lichaam, de emissiviteitscoating en de niet-gecoate bekleding versus de golflengte weergegeven. Het oppervlak onder elke curve is de hoeveelheid energie of emissievermogen (W/m²) die van het oppervlak van het lichaam (bekleding, emissiviteitscoating of zwart lichaam) wordt terug gestraald naar de ovenlading en ovenwagen. Hieruit volgt dat Emisshield een grijs lichaam is. Ten aanzien van elke golflengte is namelijk sprake van dezelfde (hoge) fractie in terug gestraalde stralingsenergie. Dit is niet het geval voor de ongecoate producten.
Grafiek 1: Emissiviteit voor isolerende vuurvaste stenen
Grafiek 2: Emissiviteit en de golflengte
De thermische energie die door de coating wordt geabsorbeerd, wordt opnieuw uitgestraald en geabsorbeerd door de koudere lading. De vuurvaste bekleding blijft hierdoor koeler en houdt minder warmte-energie vast en zal dus deze warmte ook beperkter doorgeven aan de achterliggende materialen.
Belangrijk hierbij is dat Emisshield alleen effectief is als de temperatuur van het coatingoppervlak hoger is dan de temperatuur van de ovenlading. Emisshield absorbeert en straalt de energie weer uit wanneer het temperatuurverschil tussen de coating en de lading het grootst is. Ongecoate vuurvaste materialen hebben een emissiviteit in het bereik van 0.3 - 0.5 bij de bedrijfstemperaturen van de tunneloven. Het aanbrengen van Emisshield op de vuurvaste materialen verhoogt de emissiviteit van de vuurvaste materialen tot ongeveer 0.9. Dit betekent dat 90 procent van de door de coating geabsorbeerde energie wordt terug gestraald naar de koelere ovenlading.
Wanneer de temperatuur van de lading de temperatuur van de coating nadert, neemt de warmteoverdracht aanzienlijk af. In een continu ovenproces wordt Emisshield alleen aangebracht in de voorverwarmingszone boven 600 °C en in de branderzone. In de branderzone waar de verschiltemperatuur tussen product- en luchttemperatuur lager is dan 50 °C, wordt in de regel geen coating meer aangebracht. Zie foto 1 voor het aanbrengen van de coating in een tunneloven.
Resultaten
In 2024 is in samenwerking met Steenfabriek Engels Oeffelt en TCKI een tunneloven voorzien van de Emisshield coating door de firma Cress. Cress heeft de coating in samenspraak met Steenfabriek Engels Oeffelt aangebracht in de opwarm- en vuurzone van de oven. In het laatste gedeelte van de vuurzone bij toptemperatuur is door het beperkte temperatuurverschil tussen
producten en vuurvast, geen coating aangebracht. TCKI heeft voor en na het aanbrengen van de coating gedurende een week een energiebalans opgesteld van de hoofd-energiestromen van de oven, gasverbruik en de energiestromen van de rookgassen en droger. Gelijktijdig met de energiebalans is een datapaq temperatuurmeting uitgevoerd om de temperaturen van de producten in de wagenbelading vast te stellen en zijn er stenen bemonsterd om de wateropname en kwaliteit van de producten te beoordelen. De metingen zijn uitgevoerd op producten die tussen de 1010 en 1040 °C worden gesinterd.
Tijdens de stilstand van de oven is tevens een gedeelte van de zandgoot hersteld en zijn de zandgoten voorzien van nieuwe zandgootvulling. Na de opstart van de oven zijn op enkele ovenwagens schilfers van de coating met vuurvast ondermateriaal aangetroffen. Bij een volgende stilstand van de oven dient vastgesteld te worden uit welke zone de schilfers afkomstig zijn. Bij een project in Duitsland is deze afschilfering ook een keer vastgesteld en bij stilstand van de oven is het betreffende ovengedeelte (onder garantie) opnieuw voorzien van de coating.
Datapaq, temperatuurmeting ovencurve
Om de invloed van de coating te onderzoeken zijn thermokoppels verdeeld over een buiten- en binnenstookpakket van een wagenbelading (zie figuur 1) om het temperatuurverloop inzichtelijk te maken. Per pakket zijn de thermokoppels weer verdeeld over de hoogte en breedte van het stookpakket. Thermokoppels 1 tot en met 9 zijn geplaatst in het buitenpakket en thermokoppels 11 tot en met 19 in het binnenpakket. De referentiemeting is uitgevoerd op 1010 °C en bij een schuiftempo van tien wagens per dag, en de meting na optimalisatie bij 1040 °C en eveneens tien TOW/dag.
Bij de referentiemeting is de temperatuur in de onderste laag van het buitenpakket maximaal 985 °C (zie figuur 2). De overige producttemperaturen in het buitenpakket zijn tussen de 1010 en 1020 °C. In het binnenpakket liggen de temperaturen hoger, 1030 tot 1040 °C. In algemene zin is het binnenpakket ongeveer 20 °C hoger in temperatuur en wijkt de onderste laag in het buitenpakket 30 °C af ten opzichte van de gemiddelde pakkettemperatuur.
Na het inregelen en tussentijds controleren van de energiebalans van de tunneloven, in verband met het aanbrengen van de coating, is na een jaar een tweede datapaq temperatuurmeting uitgevoerd. Het inregelen van de diverse recepten heeft enige tijd gekost om de juiste productkwaliteit uit het ovenproces te krijgen. De toptemperatuur, maar ook gedeeltelijk het voorvuur is per recept in temperatuur naar beneden bijgesteld. Op toptemperatuur is de temperatuur van de onderste laag van het buitenpakket 1055 °C en de temperatuur in de overige lagen tussen de 1075 tot 1090 °C. In het middenpakket zijn de temperaturen 1070 tot 1090 °C. Bij een setpointtemperatuur van 1040 °C is de gemeten temperatuur in de pakketten ongeveer
Foto 1: Aanbrengen van de emissiviteitscoating in een tunneloven
40 °C hoger en het temperatuurverschil tussen binnen- en buitenpakket is geringer. Het verschil in temperatuur tussen de onderste laag van het buitenpakket en de overige lagen van het buitenpakket is ongeveer 27 °C en verschilt niet met de referentiemeting.
Energiebalans
Gelijktijdig met de datapaq temperatuurmeting is een energiebalans van de oven uitgevoerd op de hoofd energiestromen van de oven tijdens de referentie- en optimalisatiemeting. De droger is met betrekking tot de waterverdamping in beide perioden niet meebeschouwd. Gedurende verblijftijd van het datapaqsys-
teem in de oven, is het gasverbruik van de oven en droger geregistreerd samen met de rookgas- (RG) en oven/drogerij luchtstroom (ODL). De rookgas- en ODLluchtstroom zijn vastgesteld door de luchtsnelheid en de temperatuur te meten. De specifieke energiestromen, in mn3/ton gebakken product, zijn per meting uitgedrukt in procenten ten opzichte van het totale specifieke gasverbruik van de oven en droger samen. Door het gelijke oventempo, 10 TOW/dag en zetwijze van de producten op de wagen, is het tonnage per uur gelijk tijdens beide metingen.
Tijdens de referentiemeting was de bijstook van de droger 14 procent van het totale specifieke gasver-
2: Grafieken datapaqmeting, onderste grafiek referentiemeting en bovenste grafiek na optimalisatie
Figuur 1: Koppeloverzicht datapaqmeting en steekproef overzicht producten
Figuur
bruik. Het bruto gasverbruik van de oven is 86 procent en hiervan gaat 62 procent naar de droger. Het netto specifieke gasverbruik van de oven is dan 24 procent. In totaal gaat 23 procent van het gasverbruik via de rookgassen naar de schoorsteen.
In absolute zin ligt het totaal gas- en het ovengasverbruik ongeveer 10 procent hoger dan tijdens de referentiemeting. Dit komt mede door de hogere afstooktemperatuur en omgevingscondities, maar wordt wellicht ook beperkt door het aanbrengen van Emisshield. Tijdens de optimalisatiemeting in januari 2025 is de bijstook 14 procent en het bruto specifieke gasverbruik van de oven 86 procent. Van dit specifieke gasverbruik gaat 68 procent naar de droger, waardoor het netto specifieke gasverbruik van de oven 18 procent is. Het rookgasverlies is tijdens deze periode 22 procent.
Analyse producten
Na beide stookproeven zijn per proef tien producten bemonsterd van het buiten- en binnenpakket. In figuur 1 zijn de bemonsterde producten voor de wateropname en afmetingen gemarkeerd met een kruis. Door de hogere toptemperatuur tijdens de optimalisatieme-
ting, is de absolute lengte van de producten kleiner en de absolute wateropname lager dan bij de referentiemeting. Op basis van de lengte van de producten kan gesteld worden dat de spreiding tussen minimale en maximale waarden bij de optimalisatiemeting is toegenomen. Daardoor neemt ook de standaarddeviatie van het buitenpakket toe van 0.5 naar 1.6, en van het binnenpakket van 0.9 naar 1.4. Ook bij de wateropname is de standaarddeviatie van het buitenpakket toegenomen van 1.0 naar 1.2 na optimalisatie. Het binnenpakket is stabiel.
Energiemonitoring
De keramische industrie heeft vanaf 1990 tot en met 2020 deelgenomen aan diverse Meerjarenafspraken (MJA) met de Nederlandse overheid. Binnen de MJA zijn de productie en energiegebruiken op jaarbasis gemonitord. Na deze periode heeft de keramische industrie de inventarisatie van deze energiemonitoring voortgezet. Van de afgelopen 20 jaar zijn het specifiek gasverbruik en de productie van Steenfabriek Engels Oeffelt met elkaar vergeleken, zie figuur 4. De oven heeft na het aanbrengen van de coating circa 10 maanden geproduceerd in 2024. In het gasverbruik van 2024 is het opstoken en inregelen van de recep-
Figuur 3: Overzicht afmetingen en vrijwillige wateropname
4: Correlatie jaarproductie en gasverbruik
ten inbegrepen. Het behaalde specifiek gasverbruik in 2024 ongeveer 3 procent lager dan door de trendlijn, op basis van 20 jaar, berekend wordt.
Conclusie
Door het aanbrengen van Emisshield in de opwarm- en vuurzone zijn de setpointtemperaturen naar beneden bijgesteld om tot de juiste productkwaliteit te komen. Door afstraling van de coating worden naast de producten ook de thermokoppels beïnvloed. Het bijstellen van alle productrecepten heeft enige tijd gekost en dient ook genomen te worden om de kwaliteit van de producten te behouden. Tijdens het inregelen verdient het de aanbeveling om tussentijds de energiebalans en temperatuurcurve te controleren, en op basis van deze meetdata bijstellingen in het ovenproces door te voeren.
Om dezelfde kwaliteit van de producten te krijgen is door Steenfabriek Engels Oeffelt de stooktemperatuur van 1080 °C aangepast naar 1040 °C, een verlaging van 40 °C van de toptemperatuur. Na deze temperatuurverlaging komen de kleur en de afmetingen overeen met het referentieproduct voor het aanbrengen van de coating. Bij de optimalisatiemeting zijn met het datapaq meetsysteem producttemperaturen gemeten tussen de 1070 en 1090 °C vastgesteld.
De energiebalansmetingen laten zien dat het specifieke bruto gasverbruik van de oven tijdens de referentiemeting en optimalisatiemeting circa 86 procent is van het totale gasverbruik. Het totale gasverbruik ligt bij de optimalisatiemeting absoluut circa 10 procent hoger. Op basis van beide metingen, voor en na aan-
brengen van de coating, kan gesteld worden dat het specifieke gasverbruik naar de droger met ongeveer 10 procent absoluut is toegenomen bij een gelijkblijvend bijstookverbruik van de droger. De toename kan mede worden toegeschreven aan de hogere setpointtemperatuur bij de optimalisatiemeting. Het specifieke rookgasverlies is nagenoeg gelijk gebleven. Het netto specifieke gasverbruik van de oven is met 15 procent afgenomen na de optimalisatie. De droger gebruikt tijdens de optimalisatiemeting meer energie, echter in de energiebalans is niet de drogerbalans meegenomen. Indien de droger tijdens de optimalisatiemeting meer water verdampt, is een hoger absoluut energieverbruik ook verklaarbaar om met een gelijkblijvend specifiek energie te kunnen drogen.
De productanalyses laten nog een spreiding zien in de kwaliteit (afmetingen en wateropname) van de buitenpakketten. Overwogen kan worden om de zijwanden en een gedeelte van het hangdek ter hoogte van de zijpakketten over de gehele toptemperatuur te voorzien van de coating. De temperatuurmetingen laten zien dat het temperatuurverschil tussen lucht en product in de buitenpakketten hoger is dan bij de binnenpakketten. Hierdoor kan wellicht over een langer traject warmte worden overgedragen op de producten, waardoor de kwaliteit van de buitenpakketten kan toenemen.
Na het inbedrijfstellen van de oven, is op jaarbasis een energiebesparing van ongeveer drie procent gerealiseerd, gebaseerd op monitoringsgegevens van de afgelopen twintig jaar.
Figuur
Microporous ceramic nanofiltration membranes using atmospheric pressure atomic- and molecular layer deposition
In January 2021, Michiel Nijboer started his PhD project in the Inorganic Membranes (IM) group at the University of Twente in Enschede, supervised by Prof. Arian Nijmeijer and Dr. Ing. Mieke Luiten-Olieman. The project was funded by the Netherlands Organization for Scientific Research (NWO), under the name SUSSIC, with a parallel part of the project being performed at the Department of Water Management of the TU Delft. The SUSSIC acronym stems from the project’s aim: Sustainable treatment of challenging industrial (waste)streams with robust silicon carbide nano- or tight-ultrafiltration membranes. He successfully defended hie PhD thesis on 8 September 2025. This article gives a summary of his PhD work.
Fresh water is becoming increasingly polluted, and globally, more and more areas are experiencing water stress. From domestic use to the clothing industry, the pharmaceutical industry and the food industry, water is essential for life on earth. To move towards a circular economy, the purification and reuse of water is incredibly important.
To reuse water, contaminants should be removed from it. Membrane-based filtration is an increasingly popular technique to perform this separation step [1]. The material of the membranes in this work was chosen to be ceramic, using an alpha-alumina porous tube as support for our membrane/separation layer. This layer should be highly porous to allow water to flow through the pores easily, while also being strong to withstand the pressure of a filtration process. This material was selected because it can resist high temperatures, and does not react with chemicals like acids or organic solvents. This major durability advantage has already been identified quite some time ago, with some installations already running uninterrupted for decades [2].
Today, ceramic membranes in the ultrafiltration (UF) range (2 - 200 nm pore diameter) are increasingly applied in water purification processes under challenging conditions. To expand the application area of ceramic membranes even further, the development of
Michiel Nijboer, University of Twente, Inorganic Membranes group
Figure 1. Overview of filtration types and the corresponding constituents that are removed from a water stream from each kind. The corresponding size in nm and approximate molecular weight cut-off in Daltons are indicated below. RO = Reverse osmosis; NF = Nanofiltration; UF = Ultrafiltration; MF = Microfiltration
nanofiltration (NF) membranes with tuneable, narrow pore size distributions is important. The terms UF and NF refer to a filtration process based on the size of the constituent to be removed from the stream. Figure 1 presents an overview of the definition of the UF and NF range with respect to the size of retained particles in comparison to other filtration types.
Membranes in the industry typically consist of porous, monolithic, tubular supports, with longitudinally oriented feed channels and a sealing on either end, as shown in Figure 2a. Functional separation layers line each channel, with the permeate flow exiting the porous membrane support in the radial direction. Typically, a multitude of incorporated channels ensures a large operational surface an operational surface area of up to 2 m2 for each multichannel membrane tube [3]. Figure 2b shows an example of the type of modules in which the tubes are mounted during operation. State-of-the-art commercially available membranes
in the tight UF and NF range are typically fabricated using the conventional sol-gel route, which provides a facile, affordable, and flexible route to produce inorganic membranes. However, with this technique, it is still challenging to reproducibly manufacture membranes with pore sizes of ~1 nm and a narrow pore size distribution [4].
Vapour deposition techniques are a promising alternative to address this difficulty in pore size distribution control. Chemical vapour deposition (CVD) is a technique performed at relatively high process temperatures (sometimes up to 700 – 900 °C), where thin films are deposited from two reactants brought together in the gas phase [5]. CVD of SiC has been used before to coat the inner surfaces of UF membranes, thus decreasing their pore size to the desired tight UF range. Still, the conformality of CVD layers could be improved upon, especially on highly porous materials [6], and controlling the layer thickness precisely is challenging. Conformality refers to the uniformity of the deposited
Figure 2. (a) Comparison of single-walled tubes used in laboratory experiments to a multi-channel ceramic membrane, more like those used in industrial separation systems. (b) Industry-scale membrane unit, containing ceramic membranes [3]
Figure 2. (b) Industry-scale membrane unit, containing ceramic membranes [3]. This unit consists of 4 modules, each with an operational surface of 60 m2
Figure 3. Possible reaction scheme of the widely used combination of titanium tetrachloride (TiCl4) and water as precursor and co-reactant. The left half of the image depicts the first half-cycle, in which the precursor molecules in the gas phase react with the hydroxylated surface. The right-hand side shows the second half-cycle, where water vapour completes the reaction cycle
layer thickness on all surfaces of the substrate, i.e. independent of the orientation of the surface or the distance from its inner surface to the reactant supply. In the case of highly porous media, conformality is an important property.
A subset of the CVD technique that can deposit layers with nanometre-level precision is atomic layer deposition (ALD). ALD processes are currently used in the production of semiconductor processors, displays, and solar panels. Thin films can be grown by two consecutive, self-limited, surface half-reactions from gas phase reactants that are intermittently pulsed [7].
This is illustrated in Figure 4. The surface hydroxyl groups that are present on ceramic membrane surfaces act as chemisorption sites for the first reactant or are formed in a H2O-driven ALD process. In the example given in Figure 4, this means that the TiCl4 precursor molecules react with the surface hydroxyl groups of the membrane, releasing HCl as a reaction product. The reaction products and any unreacted precursor are then purged using an inert gas flow. In the second reaction step, the co-reactant (water vapour, in this example) is dosed. These water molecules react to the chlorinated titanium complex on the surface, resulting again in a hydroxyl-terminated surface. The deposited thickness of each of these cycles is referred to as the growth per cycle (GPC) and is typically expressed in Ångström (Å) or nanometers (nm). Compared to other thin-layer deposition techniques like CVD, ALD is not line-of-sight dependent, allowing uniform layer thicknesses over all surfaces of the substrate, resulting in a highly conformal layer.
To allow us to perform these reactions on the inside perimeter of tubular membrane samples, a new APALD/MLD (Atmospheric Pressure-Atomic Layer Deposition/Molecular Layer Deposition) reactor was designed and built by the Inorganic Membranes group together with the Integrated Devices and Systems (IDS) group and the Techno Centre for Education and Research (TCO) group at the University of Twente. A photograph of the setup is shown in Figure 4.
The AP-ALD setup was designed with upscaling and industrial membrane module geometries in mind, meaning that it is highly flexible in terms of both the membrane size and geometry that can be fitted. A visual representation of layers being formed inside of a tubular sample, or for that matter a single cylindrical pore, is shown in Figure 5.
Atmospheric pressure in an atomic layer deposition machine is relatively uncommon. Chapter 2 of the thesis [8] reviews the available literature on this interesting topic and highlights tailored reactor designs as an opportunity to further enable application of the
Figure 4. Photograph of the AP-ALD setup in the Inorganic Membranes group at the University of Twente
Figure 5. Schematic representation of the atomic layers growing inside a tube or a pore, separated by purge steps. One can imagine, when enough cycles are performed, the pore will shrink and eventually close
technique to more areas.
The novel tubular AP-ALD reactor design, shown above, is presented in Chapter 3 and published in [9], which describes the testing of this new reactor type.
Furthermore, an in-line pressure-based method was developed for monitoring the closure of pores as a function of the number of layer deposition cycles. We observed a high conformality of the deposition method, ensuring that the pore size distribution that is present in the pristine sample, is retained in the finished membrane.
In the second part of the thesis, a different strategy was selected to aim for a narrower pore size distribution, irrespective of the pore size distribution of the
Figure 6. Schematic representation of a cross section of a membrane, with the support indicated by the vertical bars and the separation layer indicated by the smaller cubes on the top of the image. When moving towards ALD/MLD for membrane fabrication, the deposition strategy changes. Using the deposition technique, the pores are completely filled with the hybrid inorganic/organic material. Then, using a calcination step, the organic constituent of the layer is burned out, leaving behind a microporous structure with, in theory, a narrow pore size distribution
porous support. We chose a hybrid ALD/MLD route, thereby depositing a hybrid inorganic/organic layer, followed by a calcination step to burn off the organic constituent. This results in a highly porous ceramic material, with a pore size in the desired range and a narrow pore size distribution. A schematic representation of this new strategy of deposition is shown in Figure 6.
Chapters 4 and 5 present the first findings using this hybrid molecular layer deposition, this time more as proof of principle and using a vacuum-based reactor
design (see also resp. [10] and [11]). It is shown that the hydrophobicity and hydrophilicity of these membrane layers can be tuned by varying the temperature and atmosphere (air or nitrogen) during the heat treatment after deposition.
The same principal method is used in Chapter 6, but now at atmospheric pressure in the reactor shown above, where the properties and morphology of the calcined layer are investigated in more detail using a zeta potential measurement and a scanning transmission electron microscope (STEM). The resulting porous layer was clearly visible in the high-magnification STEM images, as shown in Figure 7. The four panels of the image show a cross-section of the separation layer of the membrane, i.e. the inner perimeter possessing the smallest pore size.
The top left image shows a pristine sample, without any deposition or calcination treatment. Then, in the order from top right and bottom left to bottom right, the number of deposition cycles increases from 300 to 600 to 900. The comparison between the four images gives a clear view of the location of the deposited material after calcination, at or near the surface that the chemicals first come into contact with during the deposition step. Water permeability and molecular weight cut-off measurements showed that 300 deposition cycles was not yet enough to cover the pores after calcination, but 600 – 900 cycles is. A scientific paper about this work is in preparation
In conclusion, the work as described in this PhD thesis, shows that the ALD/MLD route proves to be a vast toolbox for the fabrication of microporous ceramic membranes, with many parameters available for tuning the membrane to its desired future application. These results are only a starting point for the use of these tools to tailor membrane properties to their intended application.
Acknowledgments
This PhD project was performed within the project ‘Waste to Feed; Sustainable treatment of challenging industrial (waste)streams with robust silicon carbide nano- or tight-ultrafiltration membranes (SUSSIC)’ with project number 18474 of the Open Technology research program and was partly financed by the Dutch Research Council (NWO). Special thanks are directed to Mieke Luiten-Olieman, Fred Roozeboom and Arian Nijmeijer and the other members of the Inorganic Membranes group at the University of Twente, and
Figure 7. Scanning transmission electron micrographs (STEM) of a cross-section of four samples. The top left image shows a pristine 20 nm pore size support. The following panes show cross-sections of membranes deposited using 300, 600 and 900 deposition cycles, followed by a calcination step at 350 °C The additional material shows some granularity, which are the pores in this layer, providing the permeability and separation performance of these membrane layers. The scale bar represents 200 nm.
Asif Jan and Bas Heijman of the Water Management Department of the TU Delft. Michiel Nijboer defended his PhD dissertation on September 8th, 2025 at the University of Twente, Enschede, The Netherlands.
A full copy of the thesis can be downloaded via: https://doi.org/10.3990/1.9789036568043
References
[1] R.P. Lively, D.S. Sholl, From water to organics in membrane separations: Membrane materials provide economical means to achieve various separation processes - And their capabilities for processing organic fluids look set to expand significantly., Nature Materials, 16 (2017) 276–279. https://doi.org/10.1038/nmat4860.
[2] H. Shorney-Darbey, J. Zheng, CeraMac: a ceramic microfiltration system to improve water quality, Water & Wastewater Asia (n.d.). https://waterwastewaterasia.com/ ceramac-a-ceramic-microfiltration-system-to-improvewater-quality/ (accessed November 25, 2024).
[3] S. Motta Cabrera, L. Winnubst, H. Richter, I. Voigt, A. Nijmeijer, Industrial application of ceramic nanofiltration membranes for water treatment in oil sands mines, Separation Purification Technology, 256 (2021) 117821. https:// doi.org/10.1016/j.seppur.2020.117821.
[4] F.C. Kramer, R. Shang, S.M. Scherrenberg, L.C. Rietveld, S.J.G. Heijman, Separation and Purification Technology Quantifying defects in ceramic tight ultra- and nanofiltration membranes and investigating their robustness, Separation Purification Technology, 219 (2019) 159–168. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.03.019.
[5] M. Chen, SiC-deposited ceramic membranes for treatment of oil-in-water emulsions, PhD Thesis, TU Delft (2023), https://doi.org/10.4233/uuid:e00f2539c0b9-49a4-a20f-8a4d0e68cba7.
[6] S. Xiong, X. Qian, Z. Zhong, Y. Wang, Atomic layer
deposition for membrane modification, functionalization and preparation: A review, Journal of Membrane Science, 658 (2022) 120740. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2022.120740.
[8] M. Chen, M.P. Nijboer, A.Y. Kovalgin, A. Nijmeijer, F. Roozeboom, M.W.J. Luiten-Olieman, Atmospheric-pressure atomic layer deposition: recent applications and new emerging applications in high-porosity/3D materials, Dalton Transactions, 52 (2023) 10254–10277. https://doi. org/10.1039/d3dt01204b.
[9] M. Nijboer, A. Jan, M. Chen, K. Batenburg, J. Peper, T. Aarnink, F. Roozeboom, A. Kovalgin, A. Nijmeijer, M. LuitenOlieman, Tuning Nanopores in Tubular Ceramic Nanofiltration Membranes with Atmospheric-Pressure Atomic Layer Deposition: Prospects for Pressure-Based In-Line Monitoring of Pore Narrowing, Separations, 11 (2024) 24. https://doi.org/10.3390/separations11010024.
[10] H. Sondhi, M. Nijboer, E. Makhoul, A. Nijmeijer, F. Roozeboom, M. Bechelany, A. Kovalgin, M. Luiten-Olieman, Increasing hydrophobicity of ceramic membranes by post-deposition nitrogen annealing of molecular layer deposition grown hybrid layers, Applied Surface Science, 683 (2025) 161790. https://doi.org/10.1016/j. apsusc.2024.161790.
[11] M.P. Nijboer, H. Sondhi, E. Makhoul, M. Bechelany, S. Gabrielli, F. Roozeboom, A. Nijmeijer, A.Y. Kovalgin, M.W.J. Luiten-Olieman, Influence of calcination temperature on the physicochemical properties of atomic/molecular layer deposited hybrid inorganic/organic ceramic nanofiltration membranes, Open Ceramics (2025) 100795. https://doi. org/10.1016/j.oceram.2025.100795.
Zeven Nederlandse nominaties voor internationale Brick Award 2026
Begin oktober zijn vijftig genomineerde projecten bekend gemaakt voor De Brick Award 2026. De Brick Award is een internationale architectuurprijs van Wienerberger die tweejaarlijks innovatieve en bijzondere baksteenarchitectuur eert. Voor de editie van 2026 zijn wereldwijd maar liefst 849 projecten ingezonden. Uit alle inzendingen worden de 50 meest bijzondere projecten genomineerd. Vanuit Nederland zijn 61 projecten ingediend door architectenbureaus, waarvan er zeven zijn genomineerd voor de prestigieuze prijs.
De Brick Award biedt een podium aan architecten die met keramische bouwoplossingen esthetische, duurzame en toekomstgerichte gebouwen realiseren. De toepassing van materialen van Wienerberger is geen bepalende factor voor deelname. De prijs wordt uitgereikt in vijf categorieën: Feeling at home (vrijstaande woningen en kleine projecten), Living together (stedelijke woonwijken), Working together (commerciële en industriële gebouwen), Sharing public spaces (openbare gebouwen en ruimtes) en Building outside the box (innovatie).
De uiteindelijke winnaars worden op 11 juni 2026 bekendgemaakt tijdens een feestelijke prijsuitreiking in Wenen.
De zeven genomineerde Nederlandse bureaus zijn geselecteerd op basis van hun onderscheidende ontwerp, innovatieve toepassing van keramiek en toekomstgerichte visie op bouwen. De namen van de genomineerde projecten en bureaus zijn: Schoenenkwartier Shoe Museum - Civic Architects (Sharing public spaces), Villa BW - Mecanoo (Feeling at home), The Lady - Dok architecten (Building outside the box), Ceramic House - Studio RAP (Building outside the box), Transformer substation IJburg - Powerhouse Company (Working together), Performing Arts Centre Brighton College - KRFT Architecture studio (Sharing public spaces) Primary School Edison - Korteknie Stuhlmacher Architecten (Sharing public spaces).
Redactie KGK
The Lady, Dok architecten (categorie Building outside the box) (Fotografie: Dok Architecten)
Schoenenkwartier Shoe Museum
Civic Architects (categorie Sharing public spaces)
Schoenenkwartier Shoe Museum betreft een transformatie en uitbreiding waarbij nieuwe bakstenen gevels en grote ronde uitsparingen oud en nieuw verbinden. Het Schoenenmuseum is een nieuw en innovatief kenniscentrum voor schoenontwerp, schoenproductie en schoenmode in het centrum van Waalwijk, dé Nederlandse leder- en schoenenstad. Het is gevestigd in een monumentaal pand uit de jaren 30 van de vorige eeuw, van architect Alexander Kropholler, dat gedeeltelijk is gerenoveerd, getransformeerd en uitgebreid. De gebouwen herbergen nu een collectie van 12.000 objecten, diverse permanente tentoonstellingen, een kenniscentrum met onderzoeksbibliotheek, workshopruimte en auditorium, een museumcafé en laboratoria voor ontwerp en prototyping. Zowel de planning en het ontwerp van het gebouw als het interieur schetsen een nieuwe inspirerende toekomst voor de industrie, de stad en de gemeenschap, voortbouwend op de waarden uit het verleden.
Villa BW ligt ingebed in een glooiende duinlandschap. Het valt op door een dubbelgekromd dak en een helder, samenhangend gevelontwerp. Het dak combineert een zadeldak aan de duinzijde, passend in het straatbeeld van de Oorsprongweg, met een horizontale daklijn aan de polderkant.
De woning heeft drie bouwlagen en een extra verdieping in de kap. Door het hoogteverschil van het terrein hebben zowel de begane grond als het souterrain direct contact met de omgeving. Twee vides versterken aan de zuidoostzijde de relatie tussen interieur en tuin.
Gevel en dak zijn volledig bekleed met veelkleurige keramische tegels in grijs-, groen- en blauwtinten. Dit doorlopende materiaal laat het gebouw opgaan in de overgang van duin naar polder. Binnen zorgen een transparante vliesgevel en houten kern voor licht, structuur en uitzicht. De villa vormt zo één geheel met het veranderende landschap.
Meer bij Mecano https://www.mecanoo.nl/Projects/project/306/Villa-BW Fotografie: Ossip Architectuurfotografie
Wienerberger initieerde de Brick Award in 2004 om te laten zien hoe veelzijdig en toekomstbestendig keramische architectuur kan zijn. De prijs onderstreept het belang van bouwen met esthetische waarde en een onderscheidende signatuur. Het gebruik van producten van Wienerberger is geen vereiste voor deelname. Meer informatie over de Brick Award en alle internationale nominaties is te vinden op brickaward.com.
Villa BW - Mecanoo (categorie Feeling at home)
The
Lady
Dok architecten (categorie Building outside the box)
Ceramic House
Studio RAP (categorie Building outside the box)
Het ontwerp van de gevel op de P.C. Hooftstraat 123 is geïnspireerd door het sculpturale metselwerk van de Amsterdamse kunstenaar Hildo Krop. Er zijn schuine vlakken gebruikt gebruikt om een spel van schaduwen tot stand te brengen, waardoor de gevel zowel krachtig als elegant is. Het sterke lijf draagt haar krachten af op de lange benen van de plint die vervolgens landen op zeer smalle hoge hakken op de grond. Voor dit project is volgens de architect gezocht naar een moderne manier om het oude ambacht uit te kunnen voeren. Voor de stenen is gekozen voor een traditionele handvormsteen gebakken in een oude ringoven. Dit geeft het karakter aan het ontwerp. Deze stenen zijn in koppenverband gemetseld tot blokken van maximaal 3 x 4 meter. Vervolgens heeft een 3D freesmachine de blokken ´gebeeldhouwd´ tot de uiteindelijke sculpturale vorm. Deze blokken zijn op locatie op elkaar gestapeld en daarna met de hand afgewerkt.
Behalve metselwerk bestaat het ontwerp uit grote glasvlakken. Het glas is onder een kleine hoek gezet waardoor het meedoet met het spel van schuine gevelvlakken. Dit resulteert in een bijzondere weerspieling van de omgeving in het glas.
Meer bij Dok Architecten https://dokarchitecten.nl/project/pc-hooftstraat-123-amsterdam (Fotografie: Dok Architecten)
Het Ceramic House van Studio RAP vernieuwt volgens de ontwerpers de architectonische expressie door vakmanschap en digitale technologie te combineren. De gevel van het pand in een historische winkelstraat is bekleed met duizenden op maat gemaakte keramische tegels, die in de eigen werkplaats zijn geproduceerd met geavanceerde 3D-printtechnieken.
Met behulp van algoritmisch ontwerp en robotgestuurde fabricage is elke tegel uniek in vorm en textuur. De geglazuurde keramiek, geïnspireerd op het breien van stoffen, zorgt voor een dynamisch spel van licht en schaduw.
Het project verenigt volgens de architect traditionele materialen met hedendaagse productietechnologie en introduceert zo een nieuwe, herkenbare vormentaal binnen de bestaande stedelijke context. Het Ceramic House toont hoe digitale ontwerpmethoden kunnen bijdragen aan maatwerk en detail in de moderne architectuur, terwijl ze tegelijk aansluiten bij de historische omgeving.
https://studiorap.nl/Ceramic-House
Fotograaf: Studio RAP / Riccardo De Vecchi
Transformer substation IJburg
Powerhouse Company (categorie Working together)
Als eerste gebouw op Strandeiland speelt onderstation Transformer substation IJburg een cruciale rol in de duurzame ontwikkeling van het gebied en is het een voorbeeld voor de ambitieuze groei van het Amsterdamse stadslandschap. Met 8.000 geplande woningen in de komende twintig jaar is Strandeiland een van de grootste opkomende stadsdelen van Amsterdam. Om alle gebouwen in het gebied van energie te voorzien, is een onderstation nodig dat de hogere spanning omzet in lagere spanning die naar de verschillende
wijken kan worden gedistribueerd. Qua duurzame ambities loopt het eiland ver voorop en de verwachtingen waren hooggespannen.
De architect koos voor duurzaamheid en een helder ontwerp met duurzame, esthetisch aantrekkelijke oranje steen voor de bakstenen gevel. In samenwerking met StoneCycling - onder meer gespecialiseerd het gebruik van keramisch afval in bouwstenen - in werd gekozen voor een combinatie van hele bakstenen, uitstekende koppen en bakstenen strips voor ventilatie. Samen is 121.920 kg afval geüpcycled.
Meer bij Powerhouse Company https://www.powerhouse-company.com/substationijburg?utm_source=chatgpt.com
Performing Arts Centre Brighton College
KRFT Architecture studio (categorie Sharing public spaces)
Het Performing Arts Centre bevindt zich in het hart van de campus van Brighton College , tussen het historische hoofdgebouw van Sir Gilbert Scott en de onlangs voltooide School for Science and Sports. Om ruimte te geven aan het historische hart van de campus en een openbaar niveau tot stand te brengen, wilden de architecten de theaterzaal ‘optillen’. Dit resulteerde in een driedimensionaal, theatraal interieur dat alle functies met elkaar verbindt: van de studio's beneden tot het theater erboven. Het is een gedurfde stap in theaterontwerp, waarbij logistiek centraal staat, maar een noodzaak voor een campus die draait om sociale interactie.
Korteknie Stuhlmacher Architecten (categorie Sharing public spaces)
Het monumentale scholencomplex aan de Onderwijzersstraat in Hoboken is zorgvuldig omgebouwd tot een hedendaagse leeromgeving. Waar het oorspronkelijke gebouw begin vorige eeuw nog een gesloten en imposante uitstraling had, biedt de nieuwe Campus Edison een open, uitnodigend karakter dat aansluit bij de huidige onderwijsvisie.
De bestaande lagere school is volledig gerenoveerd, met toevoeging van een T-vormig volume voor refter en administratie. De nieuwe kleuterschool is ondergebracht in een L-vormige uitbreiding aan de oostzijde. Beide nieuwbouwdelen zijn zorgvuldig geïntegreerd in het historische ensemble en omsluiten de speelplaatsen, die het hart van de campus vormen. De uitbreiding fungeert als licht paviljoen dat de voormalige jongens- en meisjesschool met elkaar verbindt. Transparante gevels en overdekte buitenruimten versterken de relatie tussen binnen en buiten. De gerestaureerde hoofdstructuur en de nieuwe ‘learning street’ zorgen volgens de architect samen voor een functioneel, helder en toekomstbestendig scholencomplex.
https://ksa.nl/projecten/basisschool-edison (fotografie: Maurice Tjon a Tham)
Elektrische flitsmethode zuivert rode modder tot grondstof voor keramiek en aluminium
Onderzoekers van Rice University hebben een snelle en schone methode ontwikkeld om aluminium terug te winnen en giftige metalen te verwijderen uit bauxietresidu, zogenaamde rode modder. Dit bijproduct van de aluminiumproductie vormt wereldwijd een groot milieuprobleem. De nieuwe techniek gebruikt een korte elektrische puls van minder dan een minuut in combinatie met een kleine hoeveelheid chloorgas.
De methode, flash-jouleverhitting (FJH), verhit het materiaal razendsnel, vergelijkbaar met een blikseminslag. Door de extreme hitte verdampen ijzer en andere schadelijke metalen, terwijl een aluminiumrijk residu achterblijft. Dit restmateriaal kan opnieuw worden gebruikt in de productie van aluminium of verwerkt worden tot sterke keramische tegels en bakstenen.
Rode modder is een van de meest problematische afvalstromen uit de metaalindustrie. Jaarlijks komen er miljoenen tonnen bij. Opslag ervan heeft al geleid tot milieuschade door overstromingen en vervuiling van rivieren. De nieuwe FJH-aanpak is aanzienlijk efficiënter dan traditionele methoden, die vaak langdurige verhitting of agressieve chemicaliën vereisen.
Redactie KGK
(Foto: Flashmetalusa)
Bovendien is er geen water of oplosmiddel nodig en worden ook natriumzouten verwijderd, waardoor het eindproduct minder bijtend is.
In laboratoriumproeven verwijderde de techniek in 60 seconden tot 96 procent van het ijzer en vrijwel alle overige giftige stoffen, terwijl het grootste deel van het aluminium behouden bleef. Daarmee levert de methode niet alleen een schoner proces op, maar ook een praktisch bruikbare grondstof.
De mogelijke toepassingen gaan volgens de onderzoekers verder dan de aluminiumsector. Ook afvalstromen uit staalproductie, mijnbouw en verwerking van zeldzame aardmetalen zouden met FJH kunnen worden behandeld. Zo kan afval worden omgezet in materialen
die geschikt zijn voor bouw en industrie, terwijl tegelijkertijd de druk op primaire grondstoffen afneemt.
De technologie wordt inmiddels opgeschaald door Flash Metals USA, een spin-off van Rice University, in samenwerking met internationale partners in de aluminiumindustrie.
Meer bij Rice: https://news.rice.edu/news/2025/newelectrical-flash-method-rapidly-purifies-red-mudstrong-ceramics-aluminum-feedstock
https://www.flashmetalsusa.com/
Flash Joule heating - van afval naar waardevolle grondstoffen
Flash Joule heating (FJH) is een techniek waarmee materialen in een fractie van een seconde extreem worden verhit door een elektrische stroom door een weerstandsmateriaal te sturen. De methode is ontwikkeld aan Rice University door het team van James Tour en heeft zich in korte tijd ontwikkeld tot een veelzijdige technologie met toepassingen in materiaalproductie, recycling en milieutechniek.
De basis van het proces is eenvoudig: een elektrisch geleidend materiaal wordt blootgesteld aan een plotselinge stroompuls, waardoor het binnen milliseconden temperaturen van duizenden graden Celsius bereikt. Deze flitsverhitting verandert de structuur van het materiaal. De eerste toepassing richtte zich op het omzetten van koolstofhoudend afval in grafeen – een enkele laag van koolstofatomen met uitzonderlijke elektrische en mechanische eigenschappen. Dit proces vereist geen oplosmiddelen en verloopt vrijwel zonder restproducten.
Na het succes met grafeen breidde het onderzoek zich uit. Kunststofafval bleek eveneens geschikt om te worden omgezet in koolstofnanobuizen en andere nanomaterialen. Deze methode verbruikt tot negentig procent minder energie dan traditionele technieken en kan zelfs worden toegepast op ongezuiverd afval. Een bijkomend voordeel is dat tijdens het proces waterstofgas ontstaat, een waardevol bijproduct dat kan worden benut als schone energiebron.
Ook elektronisch afval vormt een interessant toepassingsgebied. Door FJH toe te passen op printplaten en andere elektronische restmaterialen kunnen edelmetalen zoals goud, zilver en palladium efficiënt worden teruggewonnen. Tegelijkertijd verdwijnen schadelijke metalen als kwik en cadmium grotendeels uit het resterende materiaal, waardoor het afval aanzienlijk minder vervuilend is.
De techniek blijkt bovendien geschikt om zeldzame aarde-elementen te winnen uit kolenvliegas en de reststoffen van aluminiumproductie, de zogenoemde red mud. Door de flitsverhitting wordt de glasachtige matrix waarin deze elementen gevangen zitten afgebroken. Daardoor lossen ze gemakkelijker op in milde zuren, wat het proces milieuvriendelijker maakt dan de gebruikelijke zure extractiemethoden.
Een volgende stap in de ontwikkeling was het maken van gedopeerd grafeen, waarbij naast koolstof ook andere elementen – zoals stikstof, boor, zwavel of fosfor – in de structuur worden ingebouwd. Dit verandert de elektrische en chemische eigenschappen van het materiaal, wat nieuwe toepassingen mogelijk maakt in sensoren, katalysatoren en batterijen. Het dopingsproces duurt slechts één seconde en vereist geen oplosmiddelen of katalysatoren.
Recent werd een variant ontwikkeld: flash-within-flash Joule heating (FWF). Hierbij bevindt het te behandelen materiaal zich in een binnenreactor, omgeven door een geleidend medium dat als warmtebron dient. Zo kunnen ook niet-geleidende stoffen worden bewerkt. Met deze aanpak zijn inmiddels meer dan twintig soorten zuivere materialen geproduceerd.
FJH onderscheidt zich door zijn snelheid, lage energieverbruik en brede toepasbaarheid. Het proces is schoon, eenvoudig en potentieel schaalbaar, waardoor het interessant is voor industrieën die grondstoffen willen terugwinnen of nieuwe materialen willen vervaardigen.
De meest recente doorbraak kwam in 2025, toen onderzoekers aantoonden dat FJH ook kan worden ingezet om hardnekkige per- en polyfluoralkylstoffen (PFAS) af te breken. Deze zogenoemde ‘forever chemicals’ vervuilen wereldwijd bodem en water. Door PFAS in contact te brengen met actief kool en vervolgens te verhitten tot meer dan 3 000 °C, werden de sterke bindingen tussen koolstof en fluor vrijwel volledig vernietigd – met een efficiëntie tot 99,98 %. Tegelijkertijd werd het koolstofmateriaal omgezet in grafeen.
Deze dubbele werking – het verwijderen van schadelijke stoffen én het produceren van waardevolle materialen – maakt Flash Joule heating tot een veelbelovende technologie voor de toekomst van afvalverwerking en duurzame materiaalproductie.
Zie ook de webpagina van James Tour: https://profiles.rice.edu/faculty/james-tour
Materiaalkeuze wordt ook voor de GWW steeds belangrijker. In de eerste plaats stellen opdrachtgevers steeds scherpere eisen aan duurzaamheid en milieuprestaties (zoals carbon footprint en cradle to cradle). En daarnaast leggen grote, opdrachtgevende partijen meer en meer verantwoordelijkheid bij de markt. Precies daar liggen kansen. Door te kiezen voor slimme, duurzame innovatieve materialen is het voor marktpartijen steeds beter mogelijk zich te onderscheiden. Innovatieve Materialen kan daarbij helpen.
Innovatieve Materialen gaat over materiaalinnovatie in het algemeen, maar is speciaal gericht op de civieltechnische sector, bouw, architectuur en design.
Circulariteit
Innovatieve Materialen besteedt veel aandacht aan ontwikkelingen op het gebied van duurzame, innovatieve materialen en/of de toepassing daarvan in bijzondere constructies. Maar ook circulariteit, milieufootprint en hergebruik zijn regelmatig terugkerende onderwerpen.
Verspreiding
Het tijdschrift wordt verspreid onder civieltechnici, ingenieurs- en adviesbureaus, uitvoerende en opdrachtgevende organisaties in de bouw en GWW, plus verspreiding via het intranet van Rijkswaterstaat.
De lezers zijn overwegend van WO/HBO+ niveau.
Innovatieve Materialen is een digitaal tijdschrift. Het wordt als zodanig verspreid via ons eigen platform, maar ook via onze partners.
(zie www.innovatievematerialen.nl)
Video
Voordeel van die digitale vorm is bovendien dat er allerlei informatie in wordt gepresenteerd, die niet of moeilijk in een papieren tijdschrift kan worden opgenomen, zoals rapporten, dissertaties en videomateriaal.
Innovatieve Materialen verschijnt zowel in het Nederlands als in de Engelse taal.
Interesse in een gratis en vrijblijvend kennismakingsexemplaar?
Stuur een mailtje naar: info@innovatievematerialen.nl
Delgromij is specialist in klei. Of het nu gaat om het winnen van klei of het toepassen ervan. We leveren niet alleen de belangrijkste grondstof voor bakstenen, dakpannen en infrastructurele werken. Met kleiwinning beschermen we ons land ook tegen hoogwater en maken we nieuwe natuur.
