Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Wetenschappers veranderen veelvoorkomende mineralen via hitte in materialen die spontaan CO2 uit de lucht vangen en permanent opslaan.
De aarde heeft een bijna onuitputtelijke voorraad mineralen die CO2 uit de atmosfeer kunnen verwijderen, maar die doen dat niet snel genoeg om de uitstoot van broeikasgassen tegen te gaan. Scheikundigen van Stanford University (VS) hebben nu een goedkope methode bedacht om de mineralen in alledaagse stenen veel sneller CO2 op te laten slaan. Dat schrijven ze in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
Lees ook:
- Deze zuiger vangt CO2 op uit de lucht en maakt er groene brandstof van
- Geel poeder voor groene toekomst?
Vermenigvuldiger
In de natuur reageren silicaten, veelvoorkomende mineralen, met water en CO2 uit de lucht en vormen stabiele waterstofcarbonaat-ionen en carbonaatmineralen. Die twee producten bevatten allebei koolstof die eerst in de lucht zat en zullen die duizenden jaren vasthouden. Dit proces is alleen bij lange na niet snel genoeg om de uitstoot van broeikasgassen tegen te gaan.
De Stanford-onderzoekers hebben nu een manier gevonden om dat proces te versnellen. Ze combineerden calciumoxide met een magnesiumsilicaat. Toen ze die samen verhitten, wisselden de twee mineralen een deel van hun chemische structuur om waardoor ze veranderden in calciumsilicaat en magnesiumoxide. Deze twee mineralen zijn basisch en reageren snel met de zure CO2 in de lucht.
“Het proces werkt als een vermenigvuldiger”, zegt onderzoeker Matthew Kanan in een persbericht. “Je neemt één reactief mineraal, calciumoxide, en een magnesiumsilicaat dat min of meer inert (niet reactief, red.) is, en je krijgt twee reactieve mineralen.”
Voordelen voor boeren
De onderzoekers testten het calciumsilicaat en magnesiumoxide door de mineralen simpelweg bloot te stellen aan de lucht. Binnen enkele weken tot maanden waren beide materialen volledig getransformeerd in nieuwe carbonaatmineralen met daarin koolstof ingebouwd dat afkomstig is uit CO2. Dat klinkt langzaam, maar het is duizenden keren sneller dan het natuurlijke proces.
Volgens het team kan deze methode daarom op industriële schaal worden toegepast. “Je kunt je voorstellen dat we de mineralen over grote gebieden verspreiden om CO2 uit de lucht te verwijderen”, aldus Kanan. “Een spannende toepassing die we nu testen is het toevoegen van deze mineralen aan landbouwgrond. De waterstofcarbonaat-ionen die tijdens het proces ontstaan, kunnen door de bodem bewegen en uiteindelijk permanent worden opgeslagen in de oceaan.”
Dat kan ook voordelen hebben voor boeren. Zij voegen nu vaak basisch calciumcarbonaat toe aan de grond als die te zuur is. “Door ons product te gebruiken, is dat niet meer nodig, omdat beide componenten basisch zijn”, zegt Kanan. Bovendien zouden de mineralen de opbrengst en veerkracht van gewassen kunnen verbeteren. “In het ideale geval zouden boeren betalen voor deze mineralen, omdat ze goed zijn voor de productiviteit van de boerderij en de gezondheid van de bodem – en als bonus is er de koolstofverwijdering.”
Minder energie nodig
Het onderzoekslab kan nu ongeveer 15 kilogram materiaal per week produceren. Maar om CO2 op een betekenisvolle schaal uit de lucht te vangen, zou er jaarlijks miljoenen tonnen magnesiumoxide en calciumsilicaat nodig zijn.
Volgens de onderzoekers is dat mogelijk. Voor de productie kunnen bijvoorbeeld bestaande cementovens worden gebruikt. En de grondstoffen die nodig zijn voor het proces zijn allesbehalve schaars.
Deze nieuwe methode is zeker niet de enige manier om CO2 uit de lucht op te slaan. Een techniek die veel belangstelling krijgt, is direct air capture (DAC). Daarbij duwen grote ventilatoren lucht door ruimtes waarin CO2 via chemische reacties wordt verwijderd. De nieuwe mineraalmethode verbruikt volgens de Stanford-onderzoekers twee keer minder energie dan de meeste DAC-technologieën en zal waarschijnlijk ook goedkoper zijn.
Bronnen: Nature, Stanford University via EurekAlert!
Beeld: Renhour48/Wikimedia