Een team studenten van het Zwitserse wetenschaps- en technologie-instituut EPFL werkt aan een uniek prototype dat grafeenmembranen gebruikt in combinatie met een poreus, sponsachtig materiaal om koolstof uit de atmosfeer te halen, aldus EPFL in een persbericht.
Het project, dat deel uitmaakt van het MAKE-programma van de EPFL, heeft als doel een machine te bouwen die CO2 uit de lucht kan halen.
- EPFL-studenten werken aan een prototype waarbij grafeenmembranen en een sponsachtig materiaal worden gebruikt om CO2 uit de atmosfeer te halen.
- Door twee technologieën te combineren, vangt de ene CO2 bij lage concentraties op met behulp van adsorberend poeder, terwijl de andere grafeenmembranen gebruikt als zeven voor hogere CO2-concentraties.
- Het team wil een kosteneffectieve technologie voor het afvangen van koolstof ontwikkelen om de klimaatdoelstellingen te halen door koolstofemissies uit de atmosfeer te verwijderen.
Unieke technologie
Het project omvat twee technologieën. De eerste, ontwikkeld in het Laboratory for Functional Inorganic Materials (LFIM) en geleid door prof. Wendy Queen, maakt gebruik van een adsorberend poeder dat zich gedraagt als een spons en CO2 uit de lucht trekt als het er doorheen gaat. Het poeder wordt vervolgens verhit om de vastgehouden koolstof vrij te maken.
De tweede technologie, ontwikkeld door prof. Kumar Agrawal, maakt gebruik van poreuze grafeenmembranen die werken als zeven, waardoor alleen CO2 van het mengsel van CO2 en N2 doorgelaten wordt. “Onze technologie is gebaseerd op de moleculaire grootte”, legt Agrawal uit. “Met behulp van een chemisch proces prikken we kleine gaatjes ter grootte van CO2 in de grafeenfilm. CO2 kan door deze gaatjes, maar N2, een grotere molecule, niet.”
Voordelen, zonder de nadelen
De aanpak van het team is erop gericht om de voordelen van de twee technologieën te benutten en tegelijkertijd hun nadelen te vermijden. Het voordeel van de technologie van Prof. Queen is de mogelijkheid om CO2 vast te leggen, zelfs bij lage concentraties. Maar omdat het poeder moet worden verhit om CO2 vrij te maken, is het proces energie-intensief. De hitte beschadigt ook het adsorberende poeder, dat regelmatig moet worden vervangen. De technologie van Prof. Agrawal gebruikt daarentegen heel weinig energie, maar werkt alleen efficiënt bij relatief hoge CO2-concentraties. “Door deze twee benaderingen te combineren, kunnen we de kosten van koolstofafvang aanzienlijk verlagen,” zegt Queen.
Uitdagingen
De schaal was een van de grootste uitdagingen voor het team. “In het lab werken we op centimeterschaal,” zegt Agrawal. “We moesten membranen bouwen tot op meterschaal en ze vervolgens opschalen tot 10 keer die grootte om ze geschikt te maken voor toepassingen in de echte wereld.”
Klimaatdoelen
Om te beginnen zal het prototype slechts kleine hoeveelheden CO2 kunnen opvangen. “Maar ons doel is om uiteindelijk één of twee kilo CO2 per dag op te vangen,” zegt Karl Khalil, oprichter van het EPFL koolstoffenteam. “Tegen het einde van dit jaar willen we koolzuurhoudend water produceren op de campus.”
“Ons doel is om een technologie te ontwikkelen die werkt. Als de wereld zijn klimaatdoelstellingen wil halen, moeten we niet alleen de CO2 opvangen die we vandaag uitstoten. We moeten ook alle koolstof verwijderen die sinds het begin van het industriële tijdperk in de atmosfeer is terechtgekomen,” zegt hij.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
