CO2: vijand of toch best nuttig?
CO2, koolstofdioxide, het is het grote kwaad in onze wereld. De veroorzaker van klimaatverandering. Maar wat zou je zeggen als ik je vertel dat CO2 niet per se schadelijk is?
Door: Rafaël Vos
Misschien denk je nu dat ik het ga hebben over CO2 die wordt gebruikt door planten om biomassa van te maken. Ik ben zelf echter geen bioloog, maar studeer scheikunde en met chemie kan je ook veel interessants doen met CO2. Binnen mijn studie onderzoek ik onder andere hoe we van koolstofdioxide weer nuttige stoffen kunnen maken. Hoe zou je reageren als ik zeg dat we CO2 ook kunnen gebruiken om onze brandstoffen van te maken? Zou je zeggen dat ik lieg of droom, of zou je me geloven? Het is namelijk precies waar ik het over ga hebben in dit stuk. We kunnen brandstoffen maken vanuit CO2, namelijk door het te reduceren (hierbij doel ik op de chemische term, dus in dit verband betekent het niet ‘verminderen’).
Brandstoffen zoals benzine en diesel zijn chemisch gezien koolwaterstoffen, wat betekent dat ze bestaan uit koolstof, waterstof en zuurstof. In theorie is het dus mogelijk om van koolstofdioxide en water weer brandstoffen te maken, eigenlijk het omgekeerde van wat gebeurt in onze verbrandingsmotoren. Dit is niet alleen theoretisch mogelijk, het wordt al gedaan in vele laboratoria over de hele wereld. In labs, bijvoorbeeld aan de Universiteit Leiden, wordt namelijk onderzoek gedaan naar zogenaamde ‘solar fuels’. Solar fuels zijn brandstoffen gemaakt uit zonlicht, water en eventueel koolstofdioxide. Het zonlicht kan direct gebruikt worden of eerst omgezet worden in elektriciteit via zonnecellen of windmolens en dan via electrochemie gebruikt worden om bijvoorbeeld waterstof te produceren of CO2 te reduceren. Tijdens mijn bachelor-stage zette ik CO2 met behulp van elektriciteit om in mierenzuur. Mierenzuur is het simpelste carbonzuur met als molecuulformule HCOOH. De Nederlandse naam komt van het feit dat mieren dit zuur ook gebruiken als verdedigingsmiddel. Mierenzuur is niet direct een brandstof waar je aan denk zoals benzine of diesel, maar een studententeam aan de TU Eindhoven is bezig om te laten zien dat je hier wel degelijk op kan rijden.
Het is dus mogelijk om CO2 om te zetten in brandstoffen, maar waarom doen we dat dan nog niet? Dat is eigenlijk het klassieke verhaal: het is namelijk economisch nog niet echt haalbaar. De huidige omzettingen zijn nog niet efficiënt genoeg om economisch op grote schaal te kunnen worden uitgevoerd. Daarnaast is voor de huidige reacties zo’n hoge concentratie CO2 nodig dat het eigenlijk alleen mogelijk is om afvalgassen van fabrieken zoals de Hoogovens te gebruiken als bron van CO2.
Al zijn hier ook al ontwikkelingen te bespeuren. Het is namelijk ook al aangetoond dat CO2 uit de lucht kan worden gehaald en kan worden geconcentreerd. Dan zou alle lucht om ons heen als bron kunnen dienen. Er zijn nog wel verdere ontwikkelingen nodig om CO2 echt een bron te laten worden van onze toekomstige brandstoffen en dat is ook waarom vele onderzoeksgroepen wereldwijd hier onderzoek naar blijven doen. Sterker nog, CO2-reductie is op dit moment een van de populairste gebieden van onderzoek in de chemie. In de toekomst (hopelijk snel) zou het zomaar de waarheid kunnen zijn: CO2 niet als vervuiling maar als belangrijke grondstof voor onze economie!
