9 dec. 2020
1 minuut
Er is een methode gevonden om het CO2-gehalte in de uitlaatgassen van kolencentrales bij kamertemperatuur aanzienlijk terug te brengen. In het proces ontstaan bovendien grondstoffen voor het synthetiseren van methaan, ethanol en andere op koolstof gebaseerde verbindingen die worden gebruikt in de industrie.
Het team van onderzoekers van het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (Nist) , de universiteit van Maryland en het Delfste Dens Solutions gebruikte een nieuwe energiebron uit de nanowereld om een doorsnee chemische reactie op gang te brengen die kooldioxide elimineert. In deze reactie bindt vaste koolstof zich aan een van de zuurstofatomen in kooldioxidegas, waardoor het wordt gereduceerd tot koolmonoxide. Deze omzetting vereist normaal gesproken aanzienlijke hoeveelheden energie in de vorm van hoge temperaturen (minstens 700 graden Celsius).
In plaats van warmte, vertrouwde het team ditmaal op de energie uit gelokaliseerde oppervlakteplasmonen (LSP’s; bewegende golven van elektronen) die surfen op individuele aluminium nanodeeltjes. Het team veroorzaakte de LSP-oscillaties door de nanodeeltjes te exciteren met een elektronenstraal. Een straal met een diameter van ongeveer een nanometer ‘bombardeerde’ individuele aluminium nanodeeltjes, terwijl een duizend maal bredere straal LSP’s genereerde grote verzamelingen nanodeeltjes.
De aluminium nanodeeltjes werden afgezet op een laag grafiet, waarbij ze de LSP-energie daarop overbrengen. Toen het team vervolgens kooldioxidegas in het systeem injecteerde, ‘plukte’ het grafiet individuele zuurstofatomen uit kooldioxide, waardoor het werd gereduceerd tot koolmonoxide. De aluminium nanodeeltjes kunnen op kamertemperatuur worden bewaard.
Eerdere methoden voor het afbreken van kooldioxide hadden beperkt succes omdat ze een hoge temperatuur of druk vroegen, dure edelmetalen, of omdat ze inefficiënt bleken. De LSP-methode daarentegen, bespaart niet alleen energie, maar maakt ook gebruik van aluminium, een overvloedig aanwezig metaal.
Hoewel de LSP-reactie een giftig gas genereert – koolmonoxide – combineert dit zich gemakkelijk met waterstof om essentiële koolwaterstofverbindingen te produceren, zoals methaan en ethanol, die vaak in de industrie worden gebruikt.
Anderen lazen ook
