Matteo Pasquali, expert op het gebied van koolstofmaterialen van Rice University, is beschikbaar om manieren te bespreken om de uitstoot van kooldioxide te verminderen en de wereldeconomie snel koolstofarm te maken.

In plaats van olie en gas te verbranden, Pasquali zegt, koolwaterstofmoleculen kunnen worden gesplitst in waterstof en vaste koolstof. De waterstof zou dan kunnen worden gebruikt als een schoon brandende brandstof die geen koolstofdioxide produceert, terwijl de vaste koolstof een goedkope en overvloedige bron van hoogwaardige materialen zou kunnen worden die door een breed scala van industrieën worden gebruikt.

"Elk jaar, we halen meer dan 10 miljard ton koolstof uit de grond in de vorm van olie, kolen en aardgas, " zei Pasquali, een chemisch ingenieur, scheikundige en materiaalwetenschapper die de Carbon Hub leidt. "Die activiteit is goed voor 7% van de wereldeconomie, en we hebben alle mogelijke bronnen van waterstof nodig. We kunnen die koolwaterstoffen blijven produceren zolang we ze niet verbranden."

De Carbon Hub is een ambitieus onderzoeksinitiatief op het gebied van klimaatverandering, gebaseerd op Rice. Het is gericht op het gebruik van koolwaterstoffen als grondstof om schone waterstofenergie en vaste koolstofproducten te produceren die kunnen worden gebruikt in plaats van materialen met een grote koolstofvoetafdruk.

In een opiniestuk dat deze week online is gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences , Pasquali en Carl Mesters, gepensioneerd hoofdwetenschapper voor chemie en katalyse bij Shell, bespreken hoe u kunt overstappen van het verbranden van koolwaterstoffen naar het splitsen ervan.

Pasquali zei dat de technologie al bestaat om zowel koolwaterstoffen te splitsen als vaste koolstofmaterialen te maken voor brede acceptatie door de industrie. Hij heeft bijna twee decennia koolstofnanobuisjes bestudeerd en pionierde methoden om de nanomaterialen te spinnen tot naaibare, draadachtige vezels die zowel elektriciteit als koper geleiden.

"De knowhow is er, "Zei Pasquali. "We kunnen nanobuisvezels en composieten maken die beter presteren dan metalen, maar we moeten productieprocessen efficiënt schalen, zodat deze materialen op prijs kunnen concurreren met metalen. Als hoogwaardige koolstofmaterialen overvloedig genoeg waren om te concurreren met metalen in termen van prijs, marktkrachten zouden het overnemen en we zouden metalen kunnen elimineren die vandaag 12% van ons jaarlijkse wereldwijde energiebudget nodig hebben om te ontginnen, verwerken en verfijnen."

In de PNAS-paper, Pasquali en Mesters zeggen dat de overgang naar een wereld waar koolwaterstoffen worden gesplitst in plaats van verbrand "een robuuste groei in productiebanen zal genereren, waarvan de meeste op het lokale niveau blijven, waar olie en gas al zijn gevestigd." Ze zeggen dat geen enkele regering of coalitie van regeringen de overgang kan bewerkstelligen. ze argumenteren bedrijfsleiders, filantropen, overheidsvertegenwoordigers, wetenschappers en anderen hebben prikkels om de transitie tot stand te brengen en zouden moeten samenwerken om deze te realiseren.

"We bevinden ons in een positie die vergelijkbaar is met die van zonne-energie een paar decennia geleden:we weten dat we prestaties kunnen leveren, maar productie en schaal moeten verbeteren om de kosten te verlagen, ' zei Pasquali. 'We moeten er sneller zijn dan zonne-energie.'

De Carbon Hub werd in december 2019 gelanceerd met een toezegging van $ 10 miljoen van Shell en steun van de Prysmian Group en Mitsubishi Corp. (Amerika). Het werkt samen met industriële partners om basiswetenschap en -techniek te financieren en te leiden voor technologieën die koolwaterstoffen splitsen om zowel schone waterstofenergie als waardevolle koolstofmaterialen te maken.