Een schematische voorstelling van de kooldioxidevanger. MEA is oplosmiddel monoethanolamine.  (afb. Esser-Kahn)

Vogellongen en zwemblazen van vissen zijn de inspiratiebronnen geweest voor een systeem om kooldioxide uit het rookgas van krachtcentrales te verwijderen. De techniek zou effectiever zijn dan de bestaande methodes om het broeikasgas uit rookgassen te verwijderen, zo werd op het 246-ste jaarcongres van de Amerikaanse vereniging van chemici (ACS) bekend gemaakt  in een lezing van onderzoeker Aaron Esser-Kahn van de universiteit van Californië. Esser-Kahn vergeleek zijn systeem met de overdracht van zuurstof en andere gassen in de longen naar de bloedvaten en kooldioxide in omgekeerde richting. Het vangsysteem bestaat een reeksen poreuze buizen die wel wat weghebben van katalytische omzetters in auto’s.

Om kooldioxide af te vangen moesten Esser-Kahn en  zijn medewerkers er achter zien te komen hoe twee pakketten buizen, met verschillende afmetingen (een van kooldioxide en de andere voor restemissies) moesten worden samengebouwd. “Het gaat er om zo veel mogelijk oppervlak in zo’n klein mogelijke ruimte te persen”, zegt hij. Daartoe bestudeerden ze de, al genoemde, vogellongen en zwemblazen. Vogels moeten snel kooldioxide vervangen door zuurstof, omdat ze tijdens het vliegen veel energie verbranden en, dus, kooldioxide produceren. Vissen moeten de hoeveelheid gas in hun zwemblaas regelen om te kunnen dalen en stijgen in het water. Het zijn allebei voorbeelden van goede gasuitwisselingssystemen, maar ze vertonen wel andere patronen. De vogellong heeft een zeshoekig patroon met drie lange buizen in een driehoek en kleine buizen in de ruimte ertussen, terwijl de zwemblaas meer vierkant is met een lange en een kleine buis afwisselend tussen vierkanten.
Er is al veel onderzoek gedaan om de dichtste pakking te kunnen berekenen. Uit die wiskundige aanpak rolde negen mogelijke oplossingen. Met behulp van simulatie werd van elk het rendement berekend. Vier, waaronder de vissenlongen en de zwemblaas, zouden zeer efficiënt zijn. Maar het efficiëntste systeem was niet-natuurlijk. Het lijkt een beetje op het zwemblaaspatroon, maar afwisselend met twee kleine en een grote buis. De gaswisselsystemen werden eerst in het klein gebouwd (1 cm lang) en het bleek dat de simulatie het bij het rechte eind had gehad. Het beste systeem was 50% efficiënter dan zijn natuurlijke concurrenten. “Biologische systemen hebben lang over hun optimalisering gedaan. Wij hebben de volgende stap gezet in een lang proces”, stelt Esser-Kahn. Hij werkt nu verder aan de puntjes op de i van het systeem, dat VaSC (Vaporization of Sacrificialis Component) is gedoopt.

Bron: Eurekalert