‘Zo’n 40% van alle CO₂-uitstoot komt van decentrale bronnen als huizen, landbouw en luchtvaart’, vertelt David Vermaas, universitair docent Transportverschijnselen aan de TU Delft. ‘En als de fabrieken steeds schoner worden en deze decentrale bronnen niet, gaat dit percentage nog groeien.’

Omdat het bijna onmogelijk is om al deze uitstoot af te vangen voor het de atmosfeer in komt, wil Vermaas het anders aanpakken. ‘In zeewater vind je CO₂ in de vorm van (bi)carbonaat, en die concentratie is vergelijkbaar met de concentratie in rookgassen. En omdat de atmosfeer en het zeewater altijd in evenwicht zijn, verlaag je op deze manier ook de concentratie in de lucht.’

Om te kijken hoe hij carbonaat het beste uit het zeewater kon vangen, verzamelde de universitair docent alle bekende elektrochemische technieken om CO₂ te vangen. Uiteindelijk kwam hij voor deze toepassing uit bij bipolaire membranen. ‘Een bipolair membraan kan zowel zuren als basen maken, en dat is in dit geval precies wat we nodig hebben. Je kunt het CO₂ in zeewater namelijk heel goed controleren door met de pH te spelen.’

Basische route

Een optie is om het zeewater aan te zuren, waardoor het evenwicht van het (bi)carbonaat afloopt richting koolzuur. ‘Dit lost minder goed op, waardoor je het gemakkelijk kunt afvangen’, legt Vermaas uit. ‘Maar het nadeel is dan dat je dan gasvormig CO₂ overhoudt, en dat moet je weer opslaan.’

Daarom bekijkt Vermaas ook de basische route, waarbij ze het carbonaat met calcium laten neerslaan tot calciumcarbonaat: ‘Dan is het slechts nog een kwestie van filteren. En calciumcarbonaat levert per ton vijf keer meer op dan CO₂, dus dit geeft een betere business case.’ Hij is dan ook al in gesprek met bedrijven die mogelijk nu al baat hebben bij dit proces, zoals ontzoutingsinstallaties. ‘Daar gebruiken ze nu chemicaliën om kalkaanslag te voorkomen, dus ze zijn zeker geïnteresseerd in deze methode.’

Efficiëntie

Maar zo ver is het nog niet, want Vermaas werkt op het moment samen met onderzoeksinstelling Wetsus om de processen op labschaal te optimaliseren. ‘Het lukt al goed om vrijwel alle CO₂ te verwijderen’, zegt Vermaas. ‘Maar de energie-efficiëntie is vooral bij het basische proces nog twintig keer lager dan het in theorie zou kunnen zijn.’ Dit is met name te wijten aan het bipolaire membraan dat de onderzoekers gebruiken. ‘Er is nog maar één commercieel bipolair membraan op de markt, en die is eigenlijk afgestemd op een hele zure of hele basische omgeving. En zeewater is neutraal, dus dat vraagt een andere katalysator.’

Toch denkt Vermaas dat zijn proces op termijn veel impact kan hebben: ‘Het systeem kan draaien in al bestaande installaties die zeewater verwerken, en met name het zure proces kunnen we vrij makkelijk opschalen.’ Op termijn zou het echter mooier zijn om het basische proces te gebruiken, denkt hij: ‘Calciumcarbonaat is een waardevoller product dat de cementindustrie nu uit de natuur haalt. Als je dat proces kunt vervangen, win je op meerdere fronten.’