Eigen onderzoek eerst: Lukas Buelens

We leven in tijden waarin klimatologische doemscenario's steeds meer werkelijkheid dreigen te worden. In het klimaatdebat wordt veel hoop gevestigd op de almachtige technologieën. Aan de UGent loopt momenteel een onderzoek naar super dry reforming: een proces om het broeikasgas CO₂ om te zetten in CO, wat hergebruikt kan worden in de industrie.

Voor zijn masterthesis, dat uitdraaide in een doctoraat, onderzocht Lukas Buelens chemische kringprocessen. Zulke chemische processen vinden ook plaats wanneer koolstofdioxide (CO₂)  in contact gebracht wordt met een vast materiaal dat het broeikasgas uit bepaalde afvalstromen, zoals rook van een verbranding, kan filteren. Met 'vast materiaal' worden stoffen bedoeld die koolstofdioxide absorberen, zoals calciumoxide. De CO₂ wordt dan onderdeel van het vast materiaal wanneer het in de moleculaire kristalstructuur van dat materiaal terecht komt. Als de omstandigheden waarin dat vast materiaal zich bevindt aangepast worden, kan die CO₂ ook terug vrijgelaten worden in een zuiverdere vorm. De scheiding tussen het gas en de vaste stof verloopt vlot dankzij de zwaartekracht. Bij een ander type kringproces, met ijzeroxide, worden stoffen omgezet in andere.  Hier wordt de CO₂ omgezet in een nieuwe stof. Calciumoxide kan de koolstofdioxide dan wel opzuiveren, maar het blijft nog onveranderlijk CO₂ op het einde van het kringproces. Als je ijzeroxide gebruikt, kan je er iets nuttigs van maken, zoals CO, een basisstof voor producten die een brede waaier aan toepassingen hebben in zowel de chemische als farmaceutische industrie.

Green Super Dry Deal?

Dat klinkt allemaal technisch en veelbelovend, maar kan dit iets betekenen voor ons klimaat? Er zijn een aantal afwegingen te maken en het proces is momenteel nog in een vroeg stadium van ontwikkeling. Er zijn nog verschillende schaalvergrotingen nodig vooraleer er enerzijds een significante hoeveelheid CO₂ omgezet kan worden en het anderzijds economisch rendabel zal zijn.

Dit soort chemische kringprocessen worden momenteel amper commercieel toegepast. Omdat het een cyclisch proces is, kunnen de vaste materialen niet oneindig gebruikt worden. Hier kan je de analogie maken met een batterij, waar ook een stabiele combinatie van materialen nodig is zodat je die vaak kan opladen en ontladen. De vaste stoffen in een kringproces zullen ook op één of andere manier chemisch opladen en ontladen. Met andere woorden, het is heel makkelijk om materialen te ontwerpen die dat proces kunnen uitvoeren voor één cyclus, of tien cycli. Om economisch interessant te zijn, heb je echter materiaal nodig dat 10.000 cycli aankan. Je moet ook rekening houden met de fabricage, transport en recyclage van het materiaal. Buelens en zijn mede-onderzoekers boekten bovendien successen met een onzuiver basismengsel van koolstofdioxide én methaan, waardoor er bespaard werd op dure concentratieprocessen. Superdroog én duurzaam, of toch binnen een aantal jaar.