‘Eierdoos’ vangt CO2 weg bij fabrieken

Het proces om het broeikasgas CO2 uit de rookgassen van fabrieken te verwijderen is verbeterd. Onderzoekers van de Sogang Universiteit in Seoul hebben een ‘microporeus’ materiaal ontwikkeld waarin CO2-moleculen passen als eieren in een eierdoos. Ze beschreven het materiaal in Science (16 oktober).

Het wegvangen van CO2 uit de verbrandingsgassen van fabrieken (energiecentrales, raffinaderijen, beton- en kunstmestfabrieken) speelt een grote rol in de mondiale plannen om klimaatopwarming te beteugelen. Het weggevangen CO2 kan bijvoorbeeld diep onder de grond worden opgeslagen. Of het is te gebruiken in kassen, om de plantengroei te bevorderen. Chemici ontwikkelen ook processen om met CO2 brandstoffen of chemicaliën te maken.

Er bestaan al stoffen om CO2 uit gassen te absorberen (mono-ethanolamine bijvoorbeeld), maar ze hebben een nadeel: het later weer losmaken van het CO2 – je wil de ‘CO2-vanger’ namelijk hergebruiken – kost veel energie.

Ook microporeuze CO2-vangers bestonden al, maar die werken veel minder goed als er waterdamp in het gas zit, wat in de industriële praktijk meestal het geval is. In plaats van de CO2-moleculen gaan watermoleculen in de holten zitten, of het materiaal wordt zelfs aangetast door water.

Het molecuul dat de Koreanen ontwikkelden, een silicium- en koperhoudend materiaal dat ze SGU-29 noemen, absorbeert CO2 wél selectief, zo bleek uit tests met droge en vochtige rookgassen, en met lucht. Voorzover het al wel water opneemt, schaadt dat het CO2-absorberend vermogen niet.

Uit analyse van molecuulkristallen blijkt SGU-29 twee soorten holtes te herbergen. In het ene type komen de CO2-moleculen, in het andere de watermoleculen. Beide opnameprocessen beconcurreren elkaar niet.

De onderzoekers kregen het CO2 weer vrij uit de holtes onder gedeeltelijk vacuüm, bij temperaturen rond 100 °C. Nog een voordeel van SGU-29 is zijn stabiliteit. Anders dan bij andere microporeuze stoffen bleef het absorberend vermogen behouden tijdens vijftig cycli waarin CO2 uit vochtig gas werd opgenomen en weer vrijgemaakt.