Zonnepanelen en windturbines buiten Palm Springs, Californië. Afgevangen CO2 kan worden omgezet in andere moleculen om brandstoffen te maken voor de opslag van energie die wordt opgewekt door windturbines en zonnepanelen. Connie J. Spinardi/Moment Redactioneel/Getty Images

Aangezien 70 procent van de wereldwijde vraag naar energie wordt gedekt door de verbranding van fossiele brandstoffen zoals steenkool en aardgas, het is niet verwonderlijk dat we enorme hoeveelheden klimaatwaarschuwingskooldioxide in de atmosfeer pompen - een verbazingwekkende 35,8 miljard ton (32,5 miljard metrische ton) in 2017, volgens het Internationaal Energie Agentschap.

Maar zelfs nu schone energiebronnen zoals wind- en zonne-energie snel toenemen over de hele planeet, we zullen in de nabije toekomst waarschijnlijk ook nog fossiele brandstoffen gebruiken. Dat is de reden waarom velen op zoek zijn naar technologie voor het afvangen van koolstof voor energiecentrales als een manier om de uitstoot te verminderen. De Petra Nova-elektriciteitscentrale in de buurt van Houston, momenteel 's werelds grootste naverbrandingsinstallatie voor koolstofafvang, hield meer dan 1 miljoen ton (907, 000 ton) koolstof in de eerste negen maanden nadat het in januari 2017 online ging de atmosfeer in.

De koolstof gebruiken die we vastleggen

Maar dat leidt tot een andere vraag. Wat doen we met al die koolstofdioxide? Ondergronds opslaan is een optie. Maar in een artikel gepubliceerd op 29 maart, 2018 in het wetenschappelijke tijdschrift Joule, een groep Canadese en Amerikaanse wetenschappers beschrijft een nog intrigerende oplossing. Afgevangen CO2 kan worden omgezet in andere moleculen om brandstoffen te maken om energie op te slaan die wordt gegenereerd door windturbines of zonnepanelen, evenals om grondstoffen te leveren om plastic en andere producten te maken.

"Beschouw dit als een vorm van kunstmatige fotosynthese, "Phil De Luna, een promovendus in Materials Science Engineering aan de Universiteit van Toronto en een van de auteurs van het artikel, verklaart. "Planten nemen CO2 en zonlicht en water op en maken suikers en andere dingen die ze nodig hebben om te leven. We nemen energie en CO2 en zetten het om in dingen die we kunnen gebruiken."

Volgens De Luna het omzetten van overtollige CO2 in brandstof als opslagmedium zou een van de intermitterende problemen van hernieuwbare energie oplossen, namelijk:de dip in output die optreedt wanneer de zon achter de wolken gaat of de wind stopt met waaien. En als een vloeistof, het zou ook gemakkelijker te transporteren zijn dan energie die is opgeslagen in zware, dikke batterijen.

Als het om duurzame energie gaat, "Er is momenteel een enorm gat in de opslag, en deze CO2 biedt een oplossing, ' zegt De Luna.

Afgevangen CO2 kan ook worden gebruikt om grondstoffen te maken zoals ethyleen, een chemische grondstof afgeleid van olie en aardgas die het startpunt is voor kunststoffen (zoals deze primer van de Pennsylvania State University details). Dat zou niet alleen de koolstof opslaan, maar ook helpen de vraag naar olie en gas te verminderen. Het proces zou zelfs een oplossing kunnen bieden voor het groeiende milieuprobleem van plasticvervuiling, waarvan een groot deel zijn weg vindt naar de oceanen van de wereld. Plastic kan effectiever worden gerecycled door het te verbranden, de CO2 af te vangen en er nieuw plastic van te maken. "Nutsvoorzieningen, je hebt een gesloten kringloop die plastic afval kan verminderen, ’ legt De Luna uit.

Directe extractie uit de atmosfeer

Zelfs nu de elektriciteitsopwekking geleidelijk verschuift naar hernieuwbare bronnen, er zal nog steeds veel CO2-uitstoot zijn om af te vangen uit andere industriële bronnen, zoals staalfabrieken en cementfabrieken, zegt De Luna. uiteindelijk, we zouden grootschalige CO2-fabrieken kunnen zien die koolstof rechtstreeks uit de atmosfeer halen. (Klimaatwerken, een Zwitsers bedrijf, is al baanbrekend met dergelijke technologie).

"In het grote visioen, we zouden helemaal geen fossiele brandstoffen uit de grond hoeven te halen, "Zei De Luna. "Je zou producten kunnen maken van CO2 uit de atmosfeer."

Hoewel de huidige technologieën voor CO2-conversie nog in de relatieve kinderschoenen staan, De Luna en zijn collega's verwachten de komende decennia grote doorbraken te zien. Elektrochemische omzetting van CO2 komt het dichtst bij commercialisering, noteren ze in het artikel. Vijftig jaar of meer later, CO2 kan worden omgezet met behulp van moleculaire machines of nanotechnologie.

"Dit is nog steeds technologie voor de toekomst, "Oleksandr Bushuyev, een andere co-auteur en een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Toronto, opgemerkt in een persbericht. "Maar het is theoretisch mogelijk en haalbaar, en we zijn enthousiast over de opschaling en implementatie ervan. Als we hieraan blijven werken, het is een kwestie van tijd voordat we elektriciteitscentrales hebben waar CO2 wordt uitgestoten, gevangen genomen, en bekeerd."

Dat is nu interessant

De Luna en zijn collega's van de Sargent Group van de Universiteit van Toronto behoren tot de halve finalisten voor de Carbon XPrize, een wereldwijde concurrentie van $ 20 miljoen om baanbrekende technologieën te ontwikkelen om CO2-emissies om te zetten in waardevolle producten zoals brandstoffen, bouwmaterialen en artikelen voor dagelijks gebruik.