Koreanen toveren aardgas uit CO2 en een zonnestraal
Onderzoekers uit Korea zijn erin geslaagd met direct zonlicht methaan te produceren uit kooldioxide en water. Met nanodeeltjes koper- en zinkoxide in water, lukte het de wetenschappers aardgas te maken; een van de meest gebruikte brandstoffen.
Het rendement is nog bescheiden: 1,5 procent van het zonlicht werd effectief omgezet in methaan, aldus een studie gisteren in Nature Communications. Gunstig is dat er vrijwel zuiver methaan opborrelt: meer dan 99 procent is aardgas, rapporteren de onderzoekers. Ook vond de reactie plaats bij normale temperaturen en onder normale druk. Zink- en koperoxide zijn makkelijk te produceren en de katalysator lijkt ook in de tijd stabiel.
Solar fuels - brandstof uit zonlicht - is een belangrijk en relatief nieuw wetenschappelijk onderzoeksgebied, waarbij met zonlicht brandstoffen worden geproduceerd. Klassieke brandstoffen, afkomstig van fossiele bronnen, zijn nog altijd onontbeerlijk in veel industriële processen en in de luchtvaart.
Dempende werking op klimaatverandering
Door methaan rechtstreeks uit zonlicht te produceren, wordt niet alleen een duurzame brandstof gemaakt, maar wordt ook CO2 uit de lucht onttrokken, wat - als het in grote hoeveelheden gebeurt - een dempende werking kan hebben op klimaatverandering.
In het laboratorium gebeurt dit al, maar de rendementen zijn doorgaans laag, of de gebruikte katalysatoren verliezen snel hun werkzaamheid. Bij de methode die de Koreaanse onderzoekers hebben gebruikt, lijken deze problemen niet te spelen.
Een bijzonder resultaat
"Een bijzonder resultaat en echt nieuw", noemt hoogleraar nanomaterialen Petra de Jongh aan de Universiteit Utrecht de studie. "Het is bijzonder lastig om bijna zuiver methaan te produceren en het lijkt erop dat het de onderzoekers is gelukt."
Gunstig is volgens haar dat er in de vloeistof geen andere reacties lijken op te treden die mogelijk tot de vorming van methaan leiden. "Al hebben ze alleen de gasfase geanalyseerd. Het zou kunnen dat er methanol ontstaat, dat in het water oplost."
Dit zou een domper zijn omdat het methanol, zodra de wateroplossing ermee verzadigd is, ontsnapt en vervolgens gescheiden moet worden van het methaan. "Het scheiden van gassen is een kostbaar industrieel proces, je wilt dus voorkomen dat er andere gassen in het methaan komen."
Het is bijzonder lastig om bijna zuiver methaan te produceren en het lijkt erop dat het de onderzoekers is gelukt
Commercieel oninteressant
Ook is veel pvp aan de oplossing toegevoegd, een zeepachtige substantie die helpt de 'klontering' van nanodeeltjes te voorkomen. Er zit meer van dat spul in dan je zou verwachten, dus wellicht speelt het een rol in de reactie.
De productie van methaan uit zonlicht is commercieel nog niet interessant. Aardgas is goedkoop, maar dat kan over twintig tot dertig jaar anders zijn, zegt De Jongh. Tot die tijd hebben de onderzoekers de mogelijkheid hun proces te verbeteren.
De productie van methaan uit zonlicht is commercieel nog niet interessant