Roestonderzoek rust niet

“Auto’s roesten weer”!, kopte HLN afgelopen zondag, “Zelfs Tesla doet weinig aan corrosiepreventie”…. Ja, de nieuwe auto’s roesten, maar aan de Vrije Universiteit Brussel wordt wel volop onderzocht hoe dit verhinderd kan worden.

Wat is er aan de hand?

Nieuwe materialen – andere corrosie

Vandaag bestaan de auto’s in tegenstelling tot vroeger voornamelijk uit de heel lichte metalen aluminium en magnesium. Metalen die men niet direct met corrosie in verbinding brengt. Maar dat plaatje klopt niet helemaal. Ten eerste worden er nog andere materialen gebruikt, zoals heel dunne en dus heel lichte stalen platen voor de noodzakelijke sterkte, de zogenaamde high-strength steels, en 3D-prints uit verschillende metalen. Ten tweede kunnen er verschillende soorten corrosie optreden. Niet alleen treedt er algemene corrosie op zoals bij staal (roest), maar ook putcorrosie, wanneer aluminium in contact komt met strooizout, of galvanische corrosie, wanneer twee metalen gekoppeld zijn. Het is precies deze variëteit aan materialen en materiaalcombinaties die corrosiepreventie vandaag zoveel complexer maakt dan vroeger. En dat is niet alles.

Roestpreventie vroeger – belasting voor gezondheid en milieu

Een tweede grote verandering in vergelijking met vroeger is de aandacht voor milieu en gezondheid. Roestpreventie in de oudere generatie wagens was inderdaad een geoptimaliseerd proces. Stalen frames werden gegalvaniseerd, dikkere zinkfosfaat lagen werden als tussenlaag gebruikt en organische coatings met chromium componenten werden toegevoegd. Bescherming tegen corrosie over tientallen jaren kon worden behaald. Echter, wat toen kon, is vandaag niet meer ethisch verantwoord. Chroom (VI) in beschermende coatings is ideaal om roestvorming tegen te gaan, maar enorm kankerverwekkend. Organische verven die niet wateroplosbaar zijn belasten het milieu, grondstoffen zijn schaars en mogen niet als wegwerpitem beschouwd worden. Op deze oude methodes kunnen we dus niet meer rekenen: ze zijn te belastend voor het milieu en onze gezondheid.

Roestpreventie vandaag – AI en computermodellen met focus op circulaire economie en ecologie

Nieuwe materialen en nieuwe behandelingen: het is een combinatie die tijd vraagt om te optimaliseren. Hoe werkt het vandaag? Om inzichten in corrosiepreventie te verkrijgen zetten autofabrikanten in op versnelde corrosietesten: hoge temperaturen, geconcentreerde zoutomgevingen,....  Deze versnelde tests zijn cruciaal maar hebben hun beperkingen: ze spelen zich niet af in reële omstandigheden en zijn daarom begrensd als langetermijnvoorspellers.

Daarom werkt men vandaag ook met computermodellen. Deze modellen worden eerst geoptimaliseerd met experimentele resultaten om daarna toe te passen op werkelijke proefstukken. Ze maken gebruik van enorme datasets van weersomstandigheden, reactie van verschillende metalen en verflagen op de omgeving, enz.

Via tal van onderzoeksprojecten waarin de onderzoeksgroep Electrochemical and Surface Engineering van de Vrije Universiteit Brussel (SURF) de lead heeft, zoals SUMAT (Sustainable Material Technologies) of het EU-project VIPCOAT (Virtual Open Innovation Platform for Active Protective Coatings Guided by Modelling and Optimization) werken verschillende bedrijven, gaande van metaalleveranciers, oppervlaktebehandelaars, coatingfabrikanten tot eindgebruikers in Vlaanderen en Europa samen om betere voorspellingen te maken. 

De mondiale ecologische druk en focus op circulaire economie is van evident groeiend belang. De onderzoekers van SURF zetten zich hier volledig op in, waarbij respect voor natuurlijke bronnen een evidentie is. De wetenschappers binnen de groep doen vanuit deze mindset onderzoek naar nieuwe batterijsystemen, implementatie van nieuwe metalen in auto’s, duurzame behandelingen om corrosie te voorkomen, unieke modellen die het langetermijnsgedrag van de metalen kunnen voorspellen in vele, dynamische weersomstandigheden,…

https://press.vub.ac.be/vipcoat-platform-van-start#

https://press.vub.ac.be/nieuwe-innovatieve-methode-om-verf-te-testen#

Voor verdere info, contacteer prof. Tom Hauffman (tom.hauffman@vub.be, 0494177286).

SURF team: T. Hauffman, A. Hubin, H. Terryn, I. De Graeve