veelbelovende techniek om kooldioxide uit zeewater te filtreren
Onderzoekers aangesloten bij het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben in een artikel beschreven hoe het verwijderen van kooldioxide uit zeewater een veel efficiëntere manier van het filtreren van deze afvalstof zou kunnen zijn. Momenteel worden in verschillende projecten kooldioxidefilters gebruikt om de stof uit lucht te halen, wat een zeer kosteninefficiënt proces zou zijn. Het MIT-team bedacht een eenvoudiger en goedkopere techniek. Een apparaatje zet een stroompje op zeewater, waardoor het verzuurt en de CO2 vrijkomt. Een volgend apparaat ontzuurt het water, ook via elektriciteit. De CO2 is gevangen, het schone water kan terug de oceaan in. De eerste praktische demonstraties worden over enkele jaren verwacht.
Deze nieuwe Amerikaanse techniek om kooldioxide uit zeewater te 'trekken' is verbluffend simpel. Maar zonder het terugdringen van de uitstoot blijft het dweilen met de kraan open
de chemie van het proces
De techniek van de onderzoekers betreft het tijdelijk verzuren van zeewater (van de huidige pH waarde van 8,1 naar onder de 7) om kooldioxide opgelost in zeewater in de vorm van carbonaten (CO32-) te veranderen naar moleculaire kooldioxide (2H+ + CO32- --> H2O + CO2). De kooldioxide wordt vervolgens opgezogen, waarna het lichtelijk verzuurde water in een tweede elektrolysecel komt om het zeewater weer lichtelijk basisch te maken. Nog specifieker worden elektrodes eerst gebruikt om protonen toe te voegen aan het zeewater (om kooldioxide te laten vormen uit carnonaten), waarna een tegenovergestelde cel de protonen weer onttrekt aan het water (zie figuur 1). Dit proces is cyclisch en de twee cellen wisselen zo nu en dan van spanning waardoor de voorraad protonen van de eerste cel weer aangevuld kan worden.
voordelen van het proces
Het hele proces (zie figuur 2) kost volgens de onderzoekers zo'n 122 KJ/mol, wat minder zou zijn dan vergelijkbare processen. Ook zijn er geen membranen of chemicaliën nodig om het zeewater te filtreren, waardoor de kosten van een dergelijke technologie laag gehouden kunnen worden. Tot slot is de efficiëntie van deze methode zeer hoog, zeewater zou tot 100 keer meer kooldioxide hebben dan een vergelijkbare eenheid lucht. Tegelijk kan het ook meer energie kosten. Water is zwaarder dan lucht, en je moet het door een machine pompen. Een groot deel (naar schatting tussen de 30 en 40 procent) van alle kooldioxide-uitstoot belandt in de oceaan. Daar warmt het de aarde niet op, maar verzuurt het wel de zee, waardoor koraalriffen bijvoorbeeld verbleken. Wie kooldioxide uit zeewater weet te halen, kan zulke verzuring lokaal tegenhouden en tegelijk nieuwe opslagruimte creëren voor kooldioxide uit de lucht.
toepassingsmogelijkheden van het proces
De onderzoekers erkennen dat dit geen magische methode is om de wereld van het klimaatveranderingsprobleem af te helpen. Er zouden dan ook hoe dan ook minder broeikasgassen moeten worden uitgestoten. Daarnaast moet de opgevangen kooldioxide weer behandeld of bewerkt worden, wat ook weer voor vervuiling zorgt. Bedrijven kunnen het in lege gas- of olievelden pompen, zoals de Noren doen of zoals in Nederland de bedoeling is in het Porthos-project. Maar zulke infrastructuur aanleggen op zee vanaf een kooldioxidezuiger is peperduur en voor weinig partijen interessant.
Een andere optie is om van de kooldioxide uit zeewater methanol te maken, waarmee je bijvoorbeeld duurzame brandstof voor schepen maakt. Voor verduurzaming van de scheepvaart is veel vraag naar methanol. Het opvangen van kooldioxide kost energie. Daarvoor wil je zonne- en windenergie gebruiken, maar die is hier te schaars en duur om er een rendabele business van te maken. Wel zijn installaties mogelijk in Noord-Afrika, waar veel zon is. De methanol kan je dan vervolgens in Nederland verwerken tot duurzame brandstof of andere chemicaliën voor de groene industrie.
Kortom de techniek kan helpen bij het opruimen van voorheen gemaakte rommel, maar is geen permanente oplossing voor de overmatige broeikasgasuitstoot van de mensheid. Toch ziet het International Panel on Climate Change (IPCC) een rol voor kooldioxide uit de lucht halen, voor 'negatieve emissies'. Dat lijkt ongeveer 10 procent van de oplossing. Het efficiëntst zijn bomen en herbebossing, alle andere technieken zijn tot nu toe experimenteel.
Referentie
CO2 uit zeewater halen blijft voorlopig toekomstmuziek, Maarten van Gestel, Trouw, 13 maart 2023, pag 11
