Een kooldioxidevanger (foto: Rogelio V. Solis/AP)
Kooldioxide wordt tegenwoordig aangemerkt als luchtvervuiling, maar eigenlijk is het een vrij onschuldig gas dat wijzelf contant uitademen. Het heeft alleen de nare eigenschap dat, eenmaal in de atmosfeer, het er voor zorgt dat zonnewarmte wordt vastgehouden. Er zijn al veel ideeën ontwikkeld om kooldioxide weer om te zetten in, bruikbare grondstoffen (onder meer koolmonoxide), maar nu schijnen onderzoekers een handzame manier gevonden te hebben om kooldioxide met weinig energie om te zetten in steenkool. Best handig (zolang we die steenkool maar weer niet gaan opstoken).
De afgelopen jaren schijnen er metaalkatalysatoren gevonden te zijn die de omzetting bevorderen, maar dan praten we wel over temperaturen van boven de 600°C en daar is (veel) energie voor nodig. Zo kom je van de regen in de drup terecht. Bovendien vervuilen die kats snel, waardoor hun werkzaamheid vermindert.
Dorna Esrafilzadeh en Torben Daeneke van de RMIT-universiteit in Melbourne bekeken de mogelijkheden van metaallegeringen die bij kamertemperatuur vloeibaar zijn. Een zo’n vloeibare kat werd in 2017 voorgesteld en bestaat uit palladium met vloeibaar gallium. Doordat de kat vloeibaar blijft kunnen koolwaterstofketens met een lage waarde (alkanen) worden omgezet worden omgezet in onverzadigde koolwaterstoffen met een hogere waarde (alkenen). De onderzoekers wilden bekijken of dat ook werkte bij CO2.
Ze maakten eerst een legering van gallium, indium en tin dat vloeibaar is bij kamertemperatuur en ook elektrisch geleidend is. Vervolgens mengden ze daar het katalytisch actieve cerium doorheen en zetten dat in een glas water dat meehelpt om kooldioxide om te zetten in koolstof.
Als ze een draad in het vloeibare metaal staken dan reageerde cerium aan het oppervlak met zuurstof en werd omgezet in ceriumoxide, maar het meeste cerium werd beschermd door de vloeibare legering. Als ze vervolgens zuivere kooldioxide toevoegden en een stroomstoot door de draad joegen dan drong het kooldioxide door in de legering, waar het cerium en de elektriciteit er voor zorgden dat het oxide werd omgezet in koolstof.
Onduidelijk
Het reactiemechanisme is nog onduidelijk, maar het lijkt er op dat er vijf afzonderlijke stappen zijn waarbij cerium reageert met zuurstof, kooldioxide en water, met vaste koolstof en zuurstof als eindproducten. Het aardige van dit proces is dat cerium niet vervuilt. Koolstof zet zich af als vlokjes op het metaaloppervlak, die daar simpelweg van verwijderd kunnen worden.
Scheikundige Bert Weckhuysen van de universiteit van Utrecht die niet aan het onderzoek heeft deelgenomen, noemt het onderzoek nieuw en vrij aardig. Koolstof die je zo produceert zou je, onder meer, voor batterijelektroden kunnen gebruiken of voor koolstofcomposieten, zegt hij. Ik vraag me dan wel af of dat niet een beetje veel wordt met al die kooldioxide die we de atmosfeer inslingeren. “We kunnen de tijd niet terugdraaien”, zegt Daeneke, “maar we kunnen van kooldioxide weer koolstof maken en dat onder de grond stoppen.”
Dat het in het lab werkt is natuurlijk bemoedigend, maar het moet nog bewezen worden dat het ook op grote schaal werkt. Alleen al in 2017 produceerde de mensheid 32 miljard ton kooldioxide. Dat zijn heel veel kolenbergen bij elkaar als je die weet om te zetten in ‘kolen’.
Bron: Science