Bernard Piccard vloog als eerste in een luchtballon de wereld rond in één vlucht. In 2015 wil de Zwitser met een vliegtuig op zonne-energie dezelfde wereldreis maken zonder een druppel fossiele brandstof te gebruiken. Solvay is de eerste hoofdpartner van het project en ontwikkelde gloednieuwe materialen die het vliegtuig licht en sterk maken.
In 2004 werd Solvay de eerste hoofdpartner die zich aansloot bij Solar Impulse, het project van Bernard Piccard en André Borschberg. Die willen in één vlucht de aarde rondvliegen in een vliegtuig op zonne-energie. ‘Dankzij ons kwam het project van de grond’, zegt Claude Michel, hoofd van het Solvay Solar Impulse Partnership trots. Het bedrijf had een historische band met de fysicus Auguste Piccard, grootvader van Bernard. Solvay viel ook onmiddellijk voor de pioniersgeest van het project en voor de aandacht die naar alternatieve energie ging. Solvay had ook een cruciale praktische reden. ‘Wij zijn chemici en zagen meteen dat het project veel zeer geavanceerde materialen nodig zou hebben.’
‘Om de zonne-energie op te vangen, ontwikkelden we een zeer dunne polymeerfilm die de fotovoltaïsche cellen op de vleugels beschermt. De vleugels vervormen tijdens de vlucht, maar ons materiaal sandwicht de stijve en broze cellen om ze te beschermen, ze een minimum aan soepelheid te geven en ze een maximum aan zonne-energie te laten opvangen. Voor de energieopslag – een belangrijk probleem tijdens de vlucht, zowel overdag als ’s nachts - gaven we de lithiumbatterij polymere onderdelen voor de elektroden en de elektrolyten die de energetische dichtheid met de helft opdrijven. Zo kan de batterij veel meer elektrisch gewicht opslagen en is ze ook veel lichter.’
Lichte structuur
Het vliegtuig lichter maken is een hoofdbekommernis, bijna een obsessie. ‘We verkregen een ultralichte structuur dankzij een speciale polyamide, die, als ze uitgevoerd worden in een complexe structuur zoals honingraten of carbonvezel, een uitstekende mechanische weerstand bieden. Daarnaast hebben we een reeks gewone metalen onderdelen vervangen door plastics met een zeer hoge mechanische performantie. Zij zijn twee- tot vijfmaal lichter’, schetst Claude Michel. ‘De cockpit en bepaalde elementen zoals de batterijen, krijgen een thermische isolatie van een nieuw soort polyurethaanschuim: zeer isolerend, sterk en natuurlijk licht.’
Solvay werkte ook aan de smering. “Wij hebben schuimrubberen materialen ontwikkeld die hun eigenschappen bewaren ondanks een temperatuurschommeling van +60 tot -50°C. Voor sommige onderdelen van het tweede vliegtuig, dat in maart 2015 een reis rond de wereld zal trachten te maken, werd een beroep gedaan op de 3D-technologie van rapid prototyping, zoals SLS (Selective Laser Sintering), die het mogelijk maakt om snel over te gaan van de theorie naar de praktijk. Ten slotte hebben we specifieke berekeningsmethodes gebruikt, en dat zowel om de structuur van het vliegtuig te ontwerpen, bijvoorbeeld voor de zonnepanelen, als om een simulatie te maken van het gedrag van de materialen, zoals de montagelijm.”
Toepassingen
In totaal stond Solvay in voor 6.000 stukken, 25 innovatieve toepassingen en 13 producten. Erkende Solvay-stukken gaan mee aan boord. ‘Het project gaf een boost aan ontwikkelingen die al binnen de groep aan de gang waren. De behoeften van het project liepen parallel met onze ontwikkelingen, die we hier meteen in de praktijk kunnen uitwerken. Zo versnelde het meerdere processen’, constateert de projectleider bij Solvay.
De economische impact van tien jaar samenwerking kan Claude Michel moeilijk inschatten. ‘Maar nu heeft dit project onze innovaties rond de materialen gestimuleerd om hun oplossingen in de luchtvaart en de automobielsector te gebruiken: om daar het gewicht, het verbruik en dus ook de CO2-uitstoot te verlagen. Dit is ook het geval in andere sectoren zoals voor de batterijen van onze mobiele telefoons en andere draagbare apparaten. Deze bijdragen zijn ook positief voor het imago van de chemie, een ondergewaardeerde sector waarvan de rol vaak verkeerd begrepen is. Met dit project tonen we onze bijdrage tot de technologische innovatie van vandaag en morgen, die ten dienste staat van de mens en de planeet.’