Onderzoekers vinden een manier om koolstof uit de lucht te halen en om te zetten in vliegtuigbrandstof

Het begin van de elektrische luchtvaart staat voor de deur, maar het zal duren nog vele jaren voordat de gemiddelde milieuactivist schuldvrij kan vliegen op een volledig elektrische langeafstandsvliegtuig.

Ondertussen proberen wetenschappers de commerciële vliegtuigen die we al hebben, duurzamer te maken, en een van de beste manieren om dat te doen, is door de brandstof die ze verbruiken te veranderen.

In plaats van koolstofdioxide (CO₂) in de atmosfeer, hebben onderzoekers van de Universiteit van Oxford en de Universiteit van Cambridge in het VK nu een manier bedacht voor vliegtuigen om dit gas uit de lucht op te vangen en te verbranden als brandstof.

In plaats van een hele nieuwe vloot van elektrische vliegtuigen te creëren, wat enorme sprongen zou vereisen in de technologie voor batterijopslag, zou deze nieuwe benadering de wereld in staat stellen om zijn ecologische voetafdruk door vliegen veel eerder te verkleinen. Tenminste, als het op grotere schaal blijkt te werken.

In het lab konden onderzoekers gasvormig CO opvangen en omzetten₂ rechtstreeks in vliegtuigbrandstof met behulp van een goedkope katalysator op ijzerbasis.

De geproduceerde hoeveelheid vloeibare brandstof is nog steeds veel te klein om een ​​echt vliegtuig van stroom te voorzien, maar als fossiele brandstoffen in een voldoende groot volume uit de lucht kunnen worden opgevangen, met voldoende efficiëntie in energie kunnen worden omgezet en vervolgens opnieuw kunnen worden uitgestoten, zou een vliegtuig in theorie kunnen vliegen klimaatneutraal.

“Dit katalytische proces biedt een aantrekkelijke route om niet alleen de uitstoot van kooldioxide te verminderen, maar ook om hernieuwbare en duurzame vliegtuigbrandstof te produceren”, aldus de auteurs. schrijven.

“De recycling van kooldioxide als koolstofbron voor zowel brandstoffen als hoogwaardige chemicaliën biedt een aanzienlijk potentieel voor zowel de luchtvaart als de petrochemische industrie.”

Normaal gesproken, wanneer fossiele brandstoffen verbranden, worden de koolwaterstoffen die ze bevatten omgezet in kooldioxide en water, waardoor energie vrijkomt. Het nieuwe systeem keert dit natuurlijke proces in wezen om.

Door warmte aan het systeem toe te voegen, konden ingenieurs koolstofdioxide combineren met waterstof, gescheiden van water, om een ​​paar gram vloeibare brandstof te produceren waarvan de auteurs zeggen dat het in een straalmotor zou kunnen werken.

De katalysator die verantwoordelijk is voor deze indrukwekkende chemische reactie is samengesteld uit ijzer, mangaan en kalium, die overvloedige aardelementen zijn, gemakkelijker en goedkoper te bereiden dan veel vergelijkbare kandidaten. De katalysator combineert ook gemakkelijk met waterstof en vertoont een hoge selectiviteit voor een reeks koolwaterstoffen voor vliegtuigbrandstof.

Het resultaat is een klein beetje brandstof, evenals verschillende petrochemicaliën die alleen uit fossiele brandstoffen kunnen worden gewonnen.

Het nieuwe systeem is niet het eerste, en het zal ook niet het laatste zijn dat onze CO2-uitstoot omzet in gewenste biobrandstof. In Canada hebben wetenschappers een enorm industrieel complex ontwikkeld om CO af te vangen₂ zoals de bomen van een bos dat zouden doen om koolwaterstofbrandstof te vormen.

Maar terwijl een handvol studies heeft liet zien dat het is mogelijk om atmosferische CO om te zetten₂ in vloeibare brandstof, is het buitengewoon uitdagend en duur om meer dan een kleine hoeveelheid te produceren.

Het nieuwe systeem ziet er veelbelovend uit, maar of het praktisch is of niet, is een andere kwestie.

“Dit ziet er anders uit, en het lijkt erop dat het zou kunnen werken”, zegt Joshua Heyne, een onafhankelijke ingenieur die niet bij het onderzoek betrokken was. vertelde Bedrade.

“Opschaling is altijd een probleem, en er zijn nieuwe verrassingen als je naar grotere schaal gaat. Maar in termen van een oplossing op langere termijn, is het idee van een circulaire koolstofeconomie zeker iets dat de toekomst zou kunnen zijn.”

Sommigen, zoals Heyne, zijn hoopvol anderen zien ‘vliegen in de lucht’ als een hype. Vorig jaar, toen een bedrijf in Europa aankondigde dat ze bezig waren met een manier om CO af te vangen₂ Vanuit de lucht om toekomstige vliegtuigen van stroom te voorzien, wezen critici erop dat de brandstof die elke dag wordt geproduceerd, slechts vijf minuten vliegen mogelijk maakt.

Zulke kleine opbrengsten zijn geen oplossing voor de klimaatcrisis, en sommige milieuactivisten beweren dat onze enige haalbare optie is om minder te vliegen. Vooral omdat de realiteit van een circulaire koolstofeconomie nog ver weg is en de crisis van klimaatverandering is al bij ons.

Uiteindelijk hangt het er allemaal van af over hoe snel we deze veelbelovende technologie kunnen opschalen, en het is een feit dat het misschien niet snel genoeg gebeurt.

Ingenieurs willen hun nieuwe systeem uiteindelijk aansluiten op gevestigde koolstofemittenten, zoals kolencentrales, en dat zou natuurlijk een voortdurende productie van fossiele brandstoffen vereisen. Haar ook erg duur, en is misschien niet aantrekkelijk voor bedrijven, zelfs als het wel werkt.

Toch, met de versnelde klimaatverandering en de luchtvaart zal de komende jaren alleen maar toenemen, het team van ingenieurs ruzie maken CO₂ omzetting en gebruik als “een integraal en belangrijk onderdeel van de beheersing van broeikasgassen en duurzame ontwikkeling.”

Andere duurzame biobrandstoffen die afhankelijk zijn van planten vereisen enorme hoeveelheden akkerland en pak niet tegelijkertijd onze uitstoot aan.

“Dit is dan de visie voor de route naar het bereiken van een netto-nuluitstoot van CO2 door de luchtvaart”, zeggen ze concluderen, “een steunpunt van een toekomstige wereldwijde koolstofvrije luchtvaartsector.”

We zullen zien.

De studie is gepubliceerd in Nature Communications.