Machine van Carbyon maakt van CO2 uit de lucht vliegtuigbrandstof

Toen de natuurkundige Hans de Neve nog bij TNO werkte had hij net als de andere werknemers eens per jaar de kans om een idee uit te werken dat misschien niet meteen voor de hand lag. Hij zat al een tijdje te denken over de toepassing van CO2 bij het verduurzamen van brandstoffen, en de klimaatdoelstellingen die erop gericht zijn om de uitstoot van CO2 terug te dringen.  

Maar wat nu, als je de CO2 uit de lucht zou filteren, en zo zuiver zou kunnen aanleveren dat deze geschikt zou zijn om er na een reactie met waterstof kerosine van te maken? En dat ook nog eens een keer op zo’n manier dat het product kan concurreren met kerosine die uit aardolie gedestilleerd is? 

Dunne filmtechnologie

Van een eerder project kende hij de werking van dunnefilmtechnologie die in zonnecellen gebruikt wordt. Daarbij zet de film licht om in elektriciteit. Maar diezelfde film  kan ook gebruikt worden om CO2 uit de lucht te halen als je deze behandelt met een absorptiemiddel, een sorbent. 

Het materiaal van de dunnefilmtechnologie die De Neve met zijn bedrijf, Carbyon, gebruikt is zeer poreus. Alle poriën worden behandeld met het sorbent. Daardoor kan de dunne film enorm veel CO2 aan zich binden. Bij opwarming tot een temperatuur van 100 graden Celcius laat de CO2 weer los. 

Dan ontstaat een zuiver CO2-gas. Dat gas vangt Carbyon op en kan verkocht worden om in de industrie opnieuw gebruikt te worden: zoals voor de productie van groene kerosine dus. 

Vorm van een oliedrum

De bedoeling is dat Carbyon halverwege 2021 een prototype van de machine presenteert om te demonstreren hoe deze de CO2 uit de lucht filtert. Dat zal een cilindervormig apparaat zijn dat roteert. In een deel van de cilinder – qua vorm vergelijkbaar met een oliedrum – zal de film het gas opvangen. In een ander deel zal het gas eruit gehaald worden. Het apparaat van Carbyon is dus eigenlijk een kleine fabriek die zuivere CO2 oplevert.

Een gedachte waarmee De Neve nu speelt is dat er meerdere cilinders van bijvoorbeeld 5 meter hoog en een diameter van 2 meter komen op plekken waar de CO2 direct afgevoerd of direct gebruikt kan worden. Reden is dat vervoer van CO2 duur is. In de praktijk zal dat zijn op plaatsen waar de industrie die CO2 uitstoot zit, en op plekken waar CO2 naar een opslagplek vervoerd kan worden.

Zoals bij elke innovatie zijn er ook bij de machine van Carbyon beren op de weg te verwachten. Zo is de winning van zuivere waterstof om daar met CO2 uit de Carbyon-machine kerosine van te maken nu nog duur. Dus voordat groene kerosine kan concurreren met fossiele kerosine moet dat probleem eerst opgelost zijn, zegt De Neve. ,,Maar dat gaan de bedrijven doen die hierin gespecialiseerd zijn. Wij specialiseren ons in het winnen van CO2 uit de lucht en het zuiver aanleveren hiervan tegen een kostenefficiënte prijs.”

CO2-emissierechten moeten duur zijn

Daarnaast moet het voor de industrie aantrekkelijk worden om CO2-neutraal te produceren. Als de rechten om CO2 uit te mogen stoten goedkoper zijn dan het uit de lucht filteren van CO2, kan dat de markt voor Carbyon verstoren. 

Lees ook: Ex-staatssecretaris VS Steven Chu: ‘Verviervoudig de prijs van CO2’

Carbyon is niet het enige bedrijf dat een methode ontwikkelt om CO2 uit de lucht te filteren. Andere bedrijven zoals Climeworks en Carbon Engineering gebruiken daar echter meer energie voor. Volgens De Neve heeft dat vooral te maken met de hoogte van de temperatuur die nodig is om de gewonnen CO2 terug te veranderen in een zuiver gas. ,,Sommige bedrijven hebben daar temperaturen tot wel 800 graden Celcius voor nodig.” Verhitting tot zo’n hoge temperatuur kost heel veel energie. In dat opzicht is de machine van Carbyon een uitkomst. 

Zware batterijen lossen niks op in de luchtvaart

Het belangrijkste winstpunt zou het zijn als het inderdaad lukt om goedkoop groene kerosine te produceren met CO2. Het lukt tot nu toe niet om een batterij te ontwikkelen die geschikt is voor een vliegtuig omdat een batterij zwaar is. Zeker voor de lange afstand is dat een onoverkomelijk probleem. Waterstof zit in een tank die veel ruimte inneemt. Dat is ook een probleem omdat op de plek van de tank geen passagiers kunnen zitten of vracht geplaatst kan worden. Op die manier worden (zit)plaatsen dus veel duurder dan ze nu zijn.

Het alternatief is dat ze blijven vliegen op kerosine. Als dat kan op groene kerosine wordt de uitgestoten CO2 in elk geval opnieuw gebruikt en komt er per saldo geen nieuwe CO2 in de lucht. Onder die voorwaarden is de kans dat Carbyon de markt gaat veroveren aanzienlijk.