Wat als zowel het water als de kooldioxide (CO ₂ ) geproduceerd uit het uitlaatsysteem van een voertuig kan worden opgevangen en gebruikt voor het verbouwen van voedsel? Herbestemming van deze twee verspilde producten zou een game changer zijn voor het verminderen van de CO2-voetafdruk van het wegverkeer en het helpen van de landbouwindustrie om een ​​groeiende menselijke bevolking te voeden.

Drie faculteitsleden aan de Texas A&M University, Maria Barrufet, Elena Castell-Perez en Rosana Moreira, hebben een witboek geschreven waarin hun eerste analyse wordt gerapporteerd en gepubliceerd in de hoop de benodigde financiering te krijgen voor het doen van formele, multidisciplinair onderzoek naar het project.

"Ik begon de gerelateerde literatuur te lezen en deed simulaties van wat mogelijk was, " zei Barrufet, professor en Baker Hughes bijzonder leerstoel in de Harold Vance Department of Petroleum Engineering. "Dit is volkomen realistisch. Er zijn al verschillende voorstellen geschreven voor grote vrachtwagens en scheepsvoertuigen, maar er is nog niets uitgevoerd. En wij zijn de eersten die aan een motor van een personenauto denken."

De impact kan enorm zijn. in 2019, het aantal voertuigen dat naar schatting over de hele wereld in gebruik is, bedroeg 1,4 miljard. Een gemiddelde personenauto die in bedrijf is, kan ongeveer 5 Amerikaanse ton (ongeveer 4,6 metrische ton) CO uitstoten ₂ per jaar, wat betekent dat er een aanzienlijke hoeveelheid broeikasgas in het milieu terechtkomt. De verbranding van brandstof in één auto zorgt ook voor een grote hoeveelheid water per jaar - ongeveer 5, 547 gallons (ongeveer 21, 000 liter).

Castell-Perez en Moreira, beide professoren aan de afdeling Biologische en Landbouwtechniek, ken deze verspilde CO ₂ en water kan goed worden gebruikt, vooral in steden. Recente uitbreidingen in de Amerikaanse stadslandbouw zijn afhankelijk van industriële kassen, die een kunstmatig verrijkte atmosfeer gebruiken die tot drie keer de hoeveelheid CO . bevat ₂ in normale lucht om de plantgezondheid en de oogst te verbeteren. Deze stadsboerderijen zouden veel baat hebben bij een constante bron van gratis, teruggewonnen CO ₂ en water, aangezien ze momenteel bijna 5 pond (meer dan 2 kg) CO . kopen en gebruiken ₂ en bijna zes gallon (22 liter) water om iets meer dan twee pond (1 kg) producten te laten groeien. En deze cijfers zijn exclusief het water en CO ₂ nodig voor voedselverwerking na de oogst en pasteurisatie in de dichte fase.

De drie faculteitsleden schetsten hoe het geïntegreerde apparaat zou kunnen werken. Warmte van de motor kan een organisch Rankine-cyclus (ORC) -systeem aandrijven, in wezen een kleine, gesloten unit met daarin een turbine, warmtewisselaars, condensor en voedingspomp die werkt als een ouderwetse stoommachine maar dan op veel kleinere schaal, en met veel minder warmte die nodig is om elektriciteit te produceren. De ORC zou de andere componenten van stroom voorzien, zoals een warmtewisselingssysteem, dat zou kunnen afkoelen, comprimeer en verander de CO ₂ gas naar een vloeistof voor compactere opslag.

"Jaren geleden, we dachten niet dat we airconditioning in een auto konden hebben, "Zei Barrufet. "Dit is een soortgelijk concept als de airconditioning die we nu hebben. Op een eenvoudige manier, het is net als dat apparaat, het past in krappe ruimtes."

Voorlopige simulaties zijn bemoedigend. Er wordt geen significante vermindering van het motorvermogen van een auto of een toename van het brandstofverbruik voorspeld. Elke mogelijke corrosie in het warmtewisselingssysteem kan worden aangepakt met het gebruik van nieuwe coatingmaterialen. theoretisch, voertuigbezitters kunnen volle patronen CO . inleveren ₂ en water bij terugwinningscentra, net zoals mensen tegenwoordig aluminium en stalen blikjes binnenbrengen. Of chauffeurs kunnen zelfs de CO . gebruiken ₂ en water in hun eigen kassystemen of binnen een gemeenschap, mits de CO ₂ werd verantwoord gebruikt en volledig opgenomen door de planten.

Er blijven vragen, Hoewel, zoals hoe groot deze cartridges zouden moeten zijn, hoe het water zou worden behandeld, aangezien het niet kan worden gecomprimeerd, en bij welk gewicht zou de opgeslagen CO ₂ en water beïnvloeden de prestaties van de auto.

Barrufet, Castell-Perez en Moreira zijn actief op zoek naar financiering om hun werk voort te zetten. Terwijl er in nationale laboratoria en industrieën al onderzoek wordt gedaan naar het verbeteren van apparaten voor grootschalige CO ₂ vastlegging, er bestaat momenteel niets op zo'n kleine schaal, dus het kan 10 jaar duren voordat ze iets klaar hebben om te testen.

De grootste uitdaging zou kunnen liggen in het samenstellen van een multidisciplinair team om het onderzoek uit te voeren. De componenten voor het apparaat bestaan ​​al in een of andere vorm, maar er is een hecht team van ingenieurs van verschillende specialismen nodig om ze opnieuw te ontwerpen om samen te werken in zo'n beperkte ruimte.

"Al deze onafhankelijke ideeën en technologieën hebben geen waarde als ze geen verbinding kunnen maken, "Zei Barrufet. "We hebben mensen nodig die bezorgd zijn over de toekomst om dit snel te laten gebeuren, energieke studenten in petroleum, mechanisch, civiel, landbouw- en andere technische disciplines die grenzen kunnen overschrijden en synchroon kunnen werken."