“Papier is voornamelijk cellulose”, zegt Maaike Kroon. En die cellulose wordt gewonnen uit hout, vertelt ze. “Hout is echter een complex mengsel van cellulose, lignine, hemicellulose, water, zouten en diverse andere stoffen.” Voor papiermakers is de lastigste stap het scheiden van cellulose (de vezels die zowel hout als papier stevigheid verlenen) van lignine (de lijm die deze vezels bij elkaar houdt). “Lignine is ook wat kleur geeft aan hout”, legt Kroon uit. “Dat zie je vooral terug in de knoesten; van knoestig hout kun je dan ook minder goed papier maken.”Om lignine en cellulose te scheiden, wordt houtpulp nu nog onder druk opgelost in een heet bad (circa 150 graden Celsius) van water met chemicaliën. “Bij die hoge temperatuur maak je helaas de celluloseketens deels kapot en dat gaat ten koste van de kwaliteit van het papier. Om diezelfde reden heb je kwaliteitsverlies bij het recyclen van oud papier. Als je de temperatuur bij het scheidingsproces laag kunt houden, bespaar je niet alleen energie, maar het levert ook papier van een betere kwaliteit op.” Bovendien kost het drogen van de papierpulp momenteel nog de meeste energie, zegt Kroon. “Om het water te laten verdampen, stoken ze nu de restproducten op, voornamelijk lignine. Dat wordt wel heel mooi thermisch recyclen genoemd, maar eigenlijk is het zonde. Van lignine kun je namelijk ook hoogwaardige chemicaliën en biologisch plastic maken.” Kroon, bij haar aanstelling aan de TU/e-faculteit Scheikundige Technologie in 2011 de jongste vrouwelijke hoogleraar van Nederland, lijkt nu een oplosmiddel te hebben gevonden waarmee papierproducenten vier vliegen in één klap kunnen slaan: het is milieuvriendelijk (plantaardig en niet giftig), werkt bij relatief lage temperaturen (60 tot 80 graden Celsius in plaats van 150 tot 200), bevat geen water dat weer moet worden verdampt en als klap op de vuurpijl levert het zuivere lignine op die, als gezegd, weer als grondstof kan dienen voor andere producten.Voor lignine is overigens momenteel nog nauwelijks een markt, zegt Kroon als kanttekening. Dat komt omdat het nu voornamelijk wordt beschouwd als afval van biomassa en pas als er een methode wordt gevonden om zwavelvrije lignine op grote schaal te winnen -en de methode van Kroon is hiervoor een veelbelovende kandidaat-, wordt deze stof voor de industrie echt interessant. Dat betekent echter niet dat onderzoekers er nog niet mee bezig zijn. Aan de TU/e werkt bijvoorbeeld Kroons faculteitsgenoot prof.dr.ir. Emiel Hensen, onlangs nog goed voor een prestigieuze Vici-subsidie, aan katalysatoren waarmee lignine omgezet kan worden naar nuttige producten. En bij Werktuigbouwkunde ontwikkelde dr.ir. Michael Boot de biodiesel CyclOx, waarvoor lignine het essentiële ingrediënt is. Dergelijk onderzoek past volgens Kroon ook helemaal in het straatje van het Chemelot Institute for Science and Technology dat begin februari van start is gegaan. Binnen dit instituut in Zuid-Limburg, het InSciTe,  gaat de TU/e samen met de universiteit van Maastricht en chemiegigant DSM op zoek naar onder andere chemische bouwstenen uit biomassa.Uniek aan Kroons methode is het gebruik van een bijzonder type oplosmiddelen, ‘deep eutectic solvents’ (DES), die ontstaan als je twee vaste stoffen met elkaar mengt. “Dat zijn gewoon korrels, bijvoorbeeld een suiker en een zuur. Maar als je die korrels mengt, levert dat een vloeistof op. Dat komt door waterstofbruginteracties. De ene stof is een zogeheten waterstofbrugdonor, de andere is een waterstofbrugacceptor.”Omdat Kroon vermoedde dat een dergelijk oplosmiddel bij uitstek in staat zou zijn om lignine op te lossen, ging ze op zoek naar nieuwe combinaties van stoffen die samen een DES zouden vormen. Ze zette haar promovendi en studenten drie weken lang fulltime aan het werk om allerlei combinaties van zeshonderd verschillende stoffen te mengen. Ze vonden een vijftigtal van deze bijzondere vloeistoffen, waarvan een aantal geschikt bleek om lignine in op te lossen. Het leverde Kroon een patent op voor de methode.Hoe dat oplossen van lignine precies werkt, kan ze overigens niet vertellen. “Dat proberen we nu met kwantumchemische simulaties uit te vinden, maar het is vrijwel zeker dat het te maken heeft met de waterstofbruggen die in de DES zo’n belangrijke rol spelen.” Het scheidingsproces verloopt in een paar stappen: als de lignine is opgelost, kan de cellulose uit de oplossing worden gezeefd. Vervolgens wordt aan het overgebleven mengsel water toegevoegd. “Dan slaat de lignine simpelweg neer, omdat het heel slecht mengt met water”, zegt Kroon. “Je houdt het oplosmiddel over met water en wat reststoffen.”