Wetenschappers van Cambridge University creëerden een zonnereactor om plastic afval en CO2 om te zetten in bruikbare chemicaliën en duurzame brandstoffen. Wetenschappers gebruikten zonne-energie om industriële en atmosferische emissies om te zetten in milieuvriendelijke vloeibare brandstoffen, en plastic flessen in glycolzuur voor cosmetica. Het doel van de technologie is om fossiele brandstoffen te verwijderen en koolstof uit de atmosfeer te verminderen. Met deze zonne-energie worden CO2 en plastic omgezet in duurzame brandstoftechnieken, ondergrondse opslag van koolstofdioxide en de gevolgen daarvan op de lange termijn kunnen worden verminderd.
Wetenschappers van de Universiteit van Cambridge creëerden een zonnereactor die CO2 en plastic afval omzet in milieuvriendelijke brandstoffen en nuttige chemicaliën. CO2 werd omgezet in syngas voor duurzame vloeibare brandstoffen en plastic flessen werden omgezet in glycolzuur voor cosmetica. In tegenstelling tot eerdere experimenten met hun zonnebrandstoftechniek, gebruikten de onderzoekers CO2 verkregen uit echte bronnen, zoals industriële emissies of rechtstreeks uit de atmosfeer. Wetenschappers vingen CO2 op en zetten het om in milieuvriendelijke brandstof.
Deze technologie moet nog worden verbeterd voordat het op grote schaal kan worden gebruikt. De resultaten laten echter een belangrijke stap voorwaarts zien in de richting van het produceren van schone brandstoffen om de economie van stroom te voorzien, zonder het milieu te schaden met olie- en gaswinning.
Het team van prof. Erwin Reisner van het Yusuf Hamied Departement Chemie ontwikkelt al jaren hernieuwbare, CO2-neutrale brandstoffen met behulp van kunstmatige bladeren en geïnspireerd op fotosynthese, het proces waarmee planten zonlicht omzetten in energie. Door uitsluitend op zonne-energie te vertrouwen, kunnen deze synthetische bladeren water en CO2 omzetten in bruikbare brandstoffen.
Hun zonne-experimenten gebruikten geconcentreerde CO2 uit een cilinder, maar voor praktisch gebruik moet het CO2 uit industriële processen of lucht opvangen. Het is moeilijk om technologie te maken die veel verdunde CO2 kan omzetten, omdat er veel soorten moleculen in de lucht zitten, niet alleen CO2.
Professor Reisner zei: "We zijn niet alleen geïnteresseerd in decarbonisatie, maar in defossilisatie – we moeten fossiele brandstoffen volledig elimineren om een echt circulaire economie te creëren. Op de middellange termijn kan deze technologie helpen de CO2-uitstoot te verminderen door CO2 uit de industrie af te vangen en om te zetten in iets nuttigs, maar uiteindelijk moeten we fossiele brandstoffen volledig uit de vergelijking schrappen en CO2 uit de lucht afvangen."
De onderzoekers lieten zich inspireren door koolstofafvang- en -opslagtechnieken (CCS), waarbij CO2 wordt afgevangen en vervolgens ondergronds wordt opgeslagen door middel van pompen.
Professor Reisner verwoordde het als volgt: "CCS is een technologie die populair is bij de fossiele brandstoffenindustrie als een manier om de CO2-uitstoot te verminderen en tegelijkertijd door te gaan met de exploratie naar olie en gas. Maar als we in plaats van CO2-afvang en -opslag CO2-afvang en -benutting zouden hebben, zouden we iets nuttigs kunnen maken van CO2 in plaats van het onder de grond te begraven, met onbekende gevolgen op de lange termijn, en het gebruik van fossiele brandstoffen overbodig maken."
Onderzoekers hebben hun zonnetechnologie werkend gekregen met brandstofgas en lucht , waarbij zonlicht wordt gebruikt om CO2 en plastic om te zetten in brandstof en chemicaliën. Door lucht door een alkalische oplossing te leiden, kan CO2 selectief worden afgevangen, terwijl de andere gassen veilig worden verwijderd. Door deze borreltechniek toe te passen, kunnen wetenschappers de CO2 in de atmosfeer effectief concentreren in een oplossing, waardoor de verwerking ervan wordt vergemakkelijkt.
Zie ook : 6 voordelen en nadelen van koolstofafvang
Dit geïntegreerde systeem bevat een anode en een fotokathode. Een van de compartimenten van het systeem vangt CO2-oplossing op, die vervolgens wordt omgezet in syngas, een basistype brandstof. Een ander compartiment zet plastic om in bruikbare chemicaliën met behulp van zonne-energie.
Co-eerste auteur dr. Motiar Rahaman zei: "De plastic component is een belangrijke truc in dit systeem. Het afvangen en gebruiken van CO2 uit de lucht maakt de chemie complexer. Maar als we plastic afval aan het systeem toevoegen, doneert het plastic elektronen aan de CO2. Het plastic breekt af tot glycolzuur, dat veelvuldig wordt gebruikt in de cosmetica-industrie, en de CO2 wordt omgezet in syngas, een eenvoudige brandstof."
Dr. Sayan Kar , mede-eerste auteur, stelt: "Dit systeem op zonne-energie neemt twee schadelijke afvalproducten – plastic en koolstofemissies – en zet ze om in iets echt nuttigs. Het feit dat we CO2 effectief uit de lucht kunnen halen en er iets nuttigs van kunnen maken, is bijzonder. Het is bevredigend om te zien dat we dit daadwerkelijk kunnen doen met alleen zonlicht."
Dr. Rahaman voegde eraan toe: "In plaats van CO2 ondergronds op te slaan, zoals bij CCS, kunnen we het uit de lucht opvangen en er schone brandstof van maken. Op deze manier kunnen we de fossiele brandstoffenindustrie buiten het productieproces van brandstof houden, wat hopelijk kan helpen om klimaatverandering te voorkomen."
Wetenschappers maken een klein en efficiënt apparaat om te laten zien hoe het gebruik van gevangen lucht met CO2 een koolstofvrije toekomst kan creëren. Hopelijk kunnen reactoren waar zonne-energie CO2 en plastic omzet in duurzame brandstof ook helpen bij het omgaan met klimaatverandering.
Brononderzoek – Geïntegreerde afvang en door zonne-energie aangedreven benutting van CO2 uit rookgassen en lucht
