CO2 uit de lucht met cellulose vezels

DITF cellulose vezels als filtermateriaal (Foto: DITF)

CO 2 uit de lucht met cellulose

Het valt niet mee om de klimaatdoelstellingen te halen door alleen de wereldwijde CO2 uitstoot te beperken. Er zullen namelijk altijd onvermijdelijke CO2 emissies blijven bestaan, die toch moeten worden gecompenseerd. Het CORAproject (een acronym voor CO2 Raw Material from Air) moet daar wat aan doen. Doel van CORA is om een technologie te ontwikkelen waarmee CO2 uit de atmosfeer kan worden gehaald, die op te slaan of te gebruiken als grondstof. Lucht dus als hernieuwbare en vrijwel onuitputtelijke grondstof, waarmee de huidige fossiele koolstofbronnen (ruwe olie, aardgas en steenkool) zouden kunnen worden vervangen. Onlangs heeft een aantal Duitse instituten en bedrijven1 de krachten gebundeld om de technologie uit te werken. Onderzoek naar zogenaamde ‘directe luchtafvangtechnologieën’ is niet nieuw. En terwijl er internationaal volop wordt gezocht naar de beste technologie om CO2 in grote hoeveelheden en winstgevend uit de lucht te halen, staat de economie een echte doorbraak in de weg. Het geringe aandeel CO2 in de atmosfeer vereist namelijk dat enorme hoeveelheden lucht door filters moet worden gepompt om er een serieuze hoeveelheid CO 2 uit te kunnen halen. Voor het scheiden van het geabsorbeerde kooldioxide van de filters is bovendien veel warmte nodig en dat is energetisch al snel onhandig en dat zit de economische haalbaarheid in de weg. Kortom, een economisch rendabele CO2 afvang vraagt om zowel een hoge efficiëntie, als om minimaal energieverbruik. En dat is precies waar het CORAproject op mikt.

Voor het huidige onderzoeksproject is gekozen voor cellulosegebaseerde vezelmaterialen. De vezels voor de filters worden gesponnen in het Biopolymer Materials Competence Center en chemisch zo gemodificeerd dat er zich aminogroepen aan het oppervlak bevinden. De aminen zorgen voor de tijdelijke binding van de CO2 aan het filtermateriaal. Volgens de onderzoekers zit het voordeel van de keuze voor cellulosevezels vooral in de open, luchtdoorlatende structuur. Ze laten niet alleen veel lucht door, maar hebben ook een enorm groot specifiek oppervlak, wat gunstig is voor het binden van een zo groot mogelijke hoeveelheid CO2. Doel van de chemische

modificatie van cellulose is om zowel de vezel zelf, als de binding van de aminen dusdanig te optimaliseren dat het adsorptievermogen voor CO2 zo volledig mogelijk kan worden benut. De bedoeling is dat in het kader van het onderzoek een volledig nieuw proces zal worden ontwikkeld. Zo wordt er geen statisch filter gebruikt, zoals gewoonlijk het geval is. In plaats daarvan is het filtratieproces geïntegreerd in een continu, energieefficiënt proces. Als het systeem wordt aangesloten op bestaande lucht

CO2-Absorptiie uit de lucht en desoptie in de rollebaaninstallatie (Illustratie: ZSW) Het laboratoriumwerk aan het veelbelovende CORA-onderzoeksproject is gestart (Foto: ZSW)

stromen zoals airconditioningsystemen in gebouwen of afvoerlucht, zijn er geen energieintensieve ventilatoren nodig. Het filter bestaat uit een band zonder eind van nonwoven cellulosemateriaal. Deze banden lopen op rollenbanen door de inkomende luchtstroom en binden daar de CO2. Verderop in het proces worden de banden vervolgens verwarmd in drie temperatuurzones in een ruimtelijk gescheiden desorptiegebied. Daar wordt CO2 (en water) van de aminogroepen gescheiden. Het continu proces van de nonwoven banden, zorgt volgens de betrokken partijen voor een kostenbesparende en onderhoudsarme procesvoering. Het CORAproject heeft een looptijd van vier jaar.

1 Het samenwerkingsverband bestaat uit het

Zentrum für Sonnenenergieund WasserstoffForschung (ZSW, Baden-Württemberg), de Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF), het Instituut voor energie- en milieuonderzoek Heidelberg (IFEU) en MercedesBenz Sindelfingen. De consortiumleider is het Centrum voor zonneenergie en waterstofonderzoek (ZSW), Stuttgart.

Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF)>

Zie ook Themendesk energie van ZSW (Duits)>

WE KUNNEN NIET ZONDER NATUUR

Word nu lid op natuurmonumenten.nl en ontvang 4 x per jaar het magazine Puur Natuur