CO2 op een nuttige manier gebruiken

Elk jaar zorgt de mens ervoor dat er zo'n 30 miljard ton CO2 in de atmosfeer terecht komt. Die CO2 is hoofdzakelijk afkomstig van verbrandingsprocessen zoals die van elektriciteitscentrales, auto's en andere toepassingen van fossiele brandstoffen. Wetenschappers willen het schadelijke effect van het CO2 op het klimaat beperken. Hiervoor zijn er al een aantal mogelijkheden onderzocht zoals bijvoorbeeld het gas te gaan opslaan diep onder de grond. Maar er zijn een aantal onzekerheden omtrent deze aanpak, namelijk over de betrouwbaarheid ervan. Daarnaast hangt er ook een serieus prijskaartje aan deze technologie. Deze zorgt dat de prijs van energie aanzienlijk zou stijgen.

Maar ingenieur Angela Belcher onderneemt een nieuwe poging om CO2 uit de atmosfeer te verwijderen. Maar haar poging haalt niet enkel de CO2 uit de atmosfeer, het wordt namelijk gebruikt om er iets bruikbaars van te maken. De CO2 uit de atmosfeer kan via deze manier gebruikt worden om carbonaat te maken en deze zouden gebruikt kunnen worden in de bouwsector. Carbonaat is een chemische verbinding met koolstof en zuurstof, het is een ion (CO₃^2-). Carbonaten zijn meestal vaste stoffen doordat de ionen-binding zo sterk is dat een regelmatig ionenrooster gevormd wordt. De strategie van deze aanpak is om het CO2 te gaan opvangen maar niet om deze daarna onder de grond te gaan opslaan. Maar het was de bedoeling om het CO2 te gebruiken om er iets van te maken, iets waaruit het CO2 niet meer vrij kan komen voor de komende honderden of duizenden jaren.

Belcher en haar onderzoekers slaagden hierin door gewone bakkersgist genetisch te gaan manipuleren. Deze gist zorgt er dan voor dat het CO2 omgezet kan worden in carbonaten die gebruikt kunnen worden in de bouwsector. Het proces is al uitvoerig getest en onderzocht in het labo. Van één kilogram CO2 kan men twee kilogram carbonaat vormen. Het volgende dat hen nu te doen staat is het proces op steeds grotere schalen te gaan uittesten en zodat het uiteindelijk gebruikt kan worden op commerciële schaal.

Belcher haalde de inspiratie voor dit proces bij zeedieren die harde schepen kunnen maken van CO2 en minerale ionen die opgelost zijn in het zeewater. Zij had namelijk eerder al onderzoek uitgevoerd naar de werking van dit proces. Het onderzoek en de ontwikkeling van dit proces werd gefinancierd door het Italiaanse energiebedrijf Eni. Het proces zelf bestaat uit twee verschillende stappen. De eerste stap is het opvangen van de CO2 in water. En de tweede stap is dan het omzetten van het opgeloste CO2 in de vaste carbonaten. Hiervoor moet het opgeloste CO2 in contact komen met minerale ionen. Gist zou normaal gezien geen van deze twee reacties kunnen veroorzaken. En hierdoor was het de opdracht voor Belcher en haar team om gist genetisch te ontwikkeling zodat deze gelijkaardige genen bevat zoals diegene die van bij de schelpen van de zeedieren. Deze genen liggen aan de basis van de enzymen en de andere eiwitten die de CO2 door het mineralisatie-proces te sturen.

Natuurlijk was het niet de bedoeling om exact dezelfde structuren te creëren zoals die van bij de zeedieren. Het doel was om het natuurlijke proces na te bootsen onder gecontroleerde omstandigheden. En aantal andere bedrijven hebben al bepaalde proces gecommercialiseerd om CO2 op te vangen en om te zetten in vaste materialen. Deze processen maken gebruik van een chemisch proces om de CO2 op te vangen. Maar bij deze techniek wordt de CO2 aan een veel groter snelheid opgevangen in vergelijking met die bestaande processen. Daarnaast heeft dit proces veel voordelen ten opzichte van de andere omdat het een natuurlijk proces is. Er zijn dus geen giftige chemicaliën, verwarming of koeling nodig.

Momenteel werken de onderzoeker het proces verder uit, vooral gericht om grote volumes CO2 te kunnen opvangen en omzetten. Als de techniek verder succesvol geoptimaliseerd kan worden dan kan het doorbreken op commercieel niveau. Eén van de andere grondstoffen, namelijk de minerale ionen, zijn verkrijgbaar in grote hoeveelheden. Namelijk men kan hiervoor zilt water gebruiken. Zilt water is water met een hoger zoutpercentage dan brakwater. Dit is een restproduct van het ontziltingsproces van zoutwater.

via [web.mit]