Het is niet afhankelijk van energie uit fossiele brandstoffen en vereist geen transport of opslag van de afgevangen CO2. Onderzoekers van de Universiteit van Cambridge hebben een reactor ontwikkeld die kooldioxide rechtstreeks uit de lucht kan halen en met behulp van zonne-energie kan omzetten in duurzame brandstof. Volgens de wetenschappers kan het apparaat worden gebruikt om auto’s en vliegtuigen van energie te voorzien, maar ook voor de productie van essentiële chemicaliën en geneesmiddelen. Bovendien kan de toepassing worden uitgebreid naar afgelegen of niet aan het elektriciteitsnet gekoppelde gebieden.
In tegenstelling tot conventionele koolstofafvangtechnologieën is deze reactor niet afhankelijk van energie uit fossiele brandstoffen en is er geen transport of opslag van de afgevangen CO2 nodig. In plaats daarvan wordt het direct omgezet in een nuttige bron, waarbij alleen zonlicht wordt gebruikt.
Koolstofafvang en -opslag (CCS) wordt gepromoot als een mogelijke oplossing voor de klimaatcrisis. De hoge kosten, het energieverbruik en de bezorgdheid over de veiligheid op lange termijn van de ondergrondse opslag van CO2 onder druk hebben echter tot kritiek geleid binnen de wetenschappelijke gemeenschap.
“Naast de kosten en de energie-intensiteit biedt CCS een excuus om door te gaan met het verbranden van fossiele brandstoffen, die de belangrijkste oorzaak zijn van de klimaatcrisis,” legt professor Erwin Reisner, leider van het onderzoek, uit. “Het is ook een niet-circulair proces, omdat de opgeslagen CO2 op geen enkele manier wordt gebruikt,” voegde hij eraan toe.
Het onderzoeksteam vroeg zich af: “Wat zou er gebeuren als we, in plaats van CO2 te begraven, er iets nuttigs van zouden maken? Volgens Dr. Sayan Kar, eerste auteur van het onderzoek, “is CO2 een schadelijk broeikasgas, maar kan het ook worden omgezet in waardevolle producten zonder bij te dragen aan de opwarming van de aarde”.
Geen draden, geen batterijen
De groep van Reisner heeft zich gespecialiseerd in het ontwikkelen van apparaten die afval, water en lucht omzetten in praktische brandstoffen en chemicaliën op basis van fotosynthese, het natuurlijke proces waarbij planten zonlicht omzetten in energie.
De zonnereactor die door het Cambridge-team is ontwikkeld, werkt zonder batterijen of kabels. s Nachts gebruikt hij gespecialiseerde filters om CO2 uit de lucht op te vangen, vergelijkbaar met de manier waarop een spons water absorbeert. Als de zon opkomt, verhit het zonlicht de opgevangen CO2, waardoor een chemische reactie op gang komt waarbij een halfgeleiderpoeder ultraviolette straling absorbeert en de CO2 omzet in syngas, een gasmengsel dat essentieel is voor de productie van chemicaliën en geneesmiddelen.
Een spiegel die zonlicht concentreert verbetert de efficiëntie van het proces, waardoor de productie van de zonnebrandstof wordt vergemakkelijkt. Onderzoekers werken nu aan het omzetten van dit syngas in vloeibare brandstoffen die voertuigen zouden kunnen aandrijven zonder meer CO2 aan de atmosfeer toe te voegen.
Alternatief
Het Cambridge-team stelt dat deze reactor twee problemen tegelijk kan oplossen: het verminderen van de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer en het bieden van een schoon alternatief voor fossiele brandstoffen. “CO2 wordt vaak gezien als schadelijk afval, maar het is ook een kans,” aldus Kar.
Een van de sectoren die het meest zou kunnen profiteren van deze technologie is de chemische en farmaceutische industrie, waar syngas wordt gebruikt om essentiële producten te maken zonder bij te dragen aan klimaatverandering. Onderzoekers zijn al bezig met de bouw van een grootschaligere versie van de reactor en hopen in het voorjaar met de tests te kunnen beginnen.
Op de lange termijn, als de technologie goed wordt opgeschaald, zou het de brandstofproductie kunnen decentraliseren, waardoor individuen en gemeenschappen hun eigen stroom kunnen opwekken in gebieden zonder netwerk. “In plaats van fossiele brandstoffen te blijven winnen en verbranden, kunnen we alle CO2 die we nodig hebben direct uit de lucht halen en hergebruiken,” aldus Reisner.
