Koolstofdioxide elektrochemisch reduceren tot een chemische bouwsteen kost minder elektrische energie wanneer je tegelijk een andere koolstofverbinding oxideert. Denk bijvoorbeeld aan de omzetting van glycerol of methaan in nuttige grondstoffen zodat je duurzaamheidstechnisch twee vliegen in een klap slaat, claimen onderzoekers van de University of Illinois in Nature Energy.

Sumit Verma, Shawn Lu en Paul Kenis moeten wel toegeven dat hun verhaal hooguit in theorie klopt. Elektrochemische cellen, die zo’n duo-omzetting op grote schaal mogelijk maken, moeten nog worden uitgevonden.

Tot nu toe lag de nadruk altijd op het werkend krijgen van die CO₂-reductie. Daarbij zet je dit gas aan de kathode van de elektrochemische cel om in bijvoorbeeld koolstofmonoxide, mierenzuur of methanol. Chemisch gezien kan dat alleen als je tegelijk aan de anode iets oxideert. Maar in de praktijk is dat ‛andere’ vrijwel altijd zuurstof dat van O^2- overgaat in gasvormig O₂ waar je op dat moment verder niets mee doet.

Kenis en collega’s rekenen nu voor dat die anodic oxygen evolution reaction (OER) thermodynamisch gezien een ongelukkige keuze is. Het potentiaalverschil, dat nodig is om de cel te laten werken, wordt er relatief hoog door. Vandaar de suggestie om de zuurstof te vervangen door een goedkoop afvalproduct dat zich makkelijker laat oxideren.

Als eerste alternatief stellen ze glycerol voor. Die verbinding blijft in grote hoeveelheden over als je plantaardige oliën omzet in biodiesel. Er zijn al tientallen ideeën geopperd om er iets nuttigs mee te doen maar van de meeste daarvan wordt weinig meer vernomen. Het Epicerolproces van Solvay, dat er epichloorhydrine van maakt, lijkt vooralsnog als enige serieus van de grond te zijn gekomen. BioMCN in Delfzijl was een eind met de omzetting van glycerol in methanol maar is uiteindelijk toch weer aardgas gaan gebruiken als grondstof.

Kenis rekent nu voor dat het op papier de helft scheelt in het elektriciteitsverbruik als je aan de anode van je CO₂-reductiecel glycerol omzet in bijvoorbeeld melkzuur. Dat laatste is waarschijnlijk nog beter verkoopbaar ook.

Vergeleken met de hoeveelheid CO₂ waar de wereld uit klimaatoverwegingen van af wil, is de glycerolplas niet zo groot. Bovendien hangt de toevoer heel erg af van de populariteit van biodiesel, waarvan de milieuvoordelen inmiddels nogal tegen blijken te vallen. Maar volgens de auteurs kun je hetzelfde trucje ook uithalen met glucose (waar je gluconzuur van maakt) of zelfs met methaan dat je omzet in koolstofmonoxide of in methanol.

Wat die laatste optie betreft denken ze dan vooral aan het roemruchte stranded gas dat in de grond zit op afgelegen plaatsen waar je het zonder torenhoge transportkosten niet vandaan krijgt. Zet je het ter plekke om in methanol dat vloeibaar is en dus wél makkelijk te verpompen, dan heb je er nog iets aan en haal je in elk geval tijdelijk een hoeveelheid CO₂ uit de lucht.

Maar nogmaals: de procesapparatuur die dit mogelijk maakt, moet nog worden uitgevonden.

bron: Nature Energy