De Caltech-reactor zou in de (verre) toekomst handig kunnen zijn binnen de ruimtevaart en als extra hulp tegen klimaatverandering.
Zuurstof, we kunnen niet zonder. En hoewel dat (lees: O) in grote hoeveelheden in de ruimte aanwezig is, is dizuurstof (O2), wat wij nodig hebben, schaars. Caltech-onderzoekers claimen een reactor gemaakt te hebben die deze belangrijke vorm van zuurstof uit koolstofdioxide (CO2) kan maken.
Uiteindelijk, schrijft het team in vakblad Nature Communications, zou de reactor de zuurstofvoorziening voor astronauten voor zijn rekening kunnen nemen. Maar ook hier op aarde zou het apparaat dienst kunnen doen, door planten een handje te helpen met het opslurpen van het schadelijke broeikasgas. Als het tot een bruikbare reactor komt natuurlijk, want hoewel dit een mooi idee is, zijn de onderzoekers nog niet zo ver.
Lees ook:
Splitsen
Het idee voor de reactor (zie foto bovenaan) begon als poging de aanwezigheid van kleine beetjes dizuurstof op kometen te verklaren. Wellicht zat dat miljarden opgesloten in het binnenste van de ruimterotsblokken, maar in 2017 kwam het Caltech-team met een andere verklaring. Het stelde dat de zuurstof ontstaan was toen andere stoffen, zoals water of koolstofdioxide, aangedreven door zonnewinden met geweld tegen het oppervlak van de komeet knalden.
De onderzoekers gebruikten goud omdat het niet met zuurstof reageert. Bovendien geeft het ook geen zuurstof af en dus moet vrijgekomen O2 van de CO2 afkomstig zijn. © Caltech
De reactor werkt op eenzelfde manier. Als bij een deeltjesversneller worden de CO2-moleculen in het apparaat geïoniseerd (ze krijgen een lading) en worden ze met behulp van een elektrisch veld versneld. Met hoge snelheid knallen de moleculen vervolgens op een laagje goudfolie waarbij ze hun koolstof kwijtraken. Et voilà: O2.
Ruimteverkenning?
De onderzoekers zien de reactor vooral van toepassing zijn tijdens ruimtereizen. Aarde is (voor zover we weten) de enige plek met aanzienlijke hoeveelheden van het essentiële gas, en dus moeten we het tijdens onze verkenning van de kosmos met ons meenemen of ter plekke maken.
Slechts een fractie van de koolstofdioxidemoleculen die de reactor in gaan, splitsen in dizuurstof en koolstof (K). © Miller et al., 2019/Nature Communications
Ook op onze eigen aardbol zou de reactor in de toekomst van pas kunnen komen, menen de onderzoekers. Met CO2 als bronstof zou het namelijk een mooie manier zijn om wat van dat schadelijke broeikasgas kwijt te raken.
Weinig efficiënt
Kom maar door met dat ding, zou je zeggen. Maar helaas is het een gevalletje ‘nog in de kinderschoenen’. Hoewel het een mooi idee is, is de reactor momenteel namelijk nog alles behalve efficiënt. Voor elke honderd CO2-moleculen die erin gaan, rollen er maar één of twee dizuurstof-moleculen uit.
Dat de onderzoekers nog een hoop werk te doen hebben, is duidelijk. Maar daar zijn ze zelf ook stellig over. Het apparaat lost nog geen problemen op, vertelt coauteur Konstantinos Giapis. “Maar het is wel in staat iets ontzettend ingewikkelds te doen.” En dat is natuurlijk ook wat waard.
Bronnen: Nature Communications, Caltech, New Atlas
Beeld: Caltech
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!