Een team van onderzoekers van het Karlsruhe Institute of Technology (TIK) en de Universiteit van Toronto hebben een innovatieve manier bedacht om airconditioning- en ventilatiesystemen te gebruiken om synthetische brandstoffen te produceren uit kooldioxide (CO2) en water in de omgevingslucht. Ventilatiesystemen die gebouwen bedienen, zijn verbonden met speciale apparaten die kooldioxide rechtstreeks uit de omringende atmosfeer opvangen en omzetten in koolwaterstof, die later wordt gebruikt als hernieuwbare synthetische brandstof. Het onderzoeksteam presenteerde hun concept voor de productie van een synthetische brandstof genaamd "Crowd Oil" in het tijdschrift Nature Communications.
Tegenwoordig is de concentratie van CO2 in de lucht niet zo hoog, en het aandeel ervan is 0,038%, en daarom moeten grote filtersystemen worden gebruikt om meer luchtmassa's om te zetten in een aanzienlijke hoeveelheid brandstof. Een onderzoeksteam onder leiding van professor Dittmeyer en professor Jeffrey Ozin van de Universiteit van Toronto (Canada) stelt een gedecentraliseerde productie van kunstmatige brandstof voor door gespecialiseerde apparatuur aan te sluiten op bestaande ventilatie- en airconditioningsystemen. Volgens Dittmeier zijn de hiervoor benodigde technologieën in feite al beschikbaar en wordt verwacht dat het combineren van verschillende temperaturen en materialen in specifieke stadia het koolstofgebruik zal verhogen en een hoge procesefficiëntie zal garanderen.
“We willen luchtzuiveringstechnologieën enerzijds en brandstof- en energietechnologieën anderzijds combineren om de financiële kosten en energieverliezen in het syntheseproces te minimaliseren. Bovendien kan onze "luchtbrandstof" veel nieuwe voorstanders aantrekken voor de "energieomslag". Private PV-systemen hebben al aangetoond hoe goed het kan werken. " Voor de omschakeling van CO2 zijn echter grote hoeveelheden elektriciteit nodig om waterstof of synthetische brandstoffen te produceren. Bij de opwekking van elektriciteit mag geen kooldioxide worden gebruikt, wat betekent dat het niet mag worden opgewekt uit fossiele bronnen. "Een snelle brede acceptatie van hernieuwbare energiebronnen, onder meer door de installatie van fotovoltaïsche systemen in gebouwen, is wat nodig is", zegt Dittmeyer.
In hun publicatie geven Dittmeyer en Ozin kwantitatieve analyses van kantoorgebouwen, winkelruimte en energiezuinige gebouwen om het economische potentieel aan te tonen van het installeren van conversieapparatuur in alle gebouwen. Wetenschappers zijn van mening dat een aanzienlijk deel van de fossiele brandstof die voor transport wordt gebruikt, zal worden vervangen door "luchtbrandstof". Volgens hun ruwe schattingen komt de hoeveelheid CO2 die kan worden verkregen uit de luchtzuiveringsinstallaties van vijfentwintigduizend grote supermarkten in Duitsland overeen met dertig procent van de consumentenvraag naar kerosine en acht procent van de vraag naar diesel. Daarnaast bestaat de mogelijkheid om het verkregen product in de chemische industrie te gebruiken voor de productie van een universeel bouwmateriaal.
In hun onderzoek zijn onderzoekers gebaseerd op het modelleren van het proces en een voorstudie van de afzonderlijke fasen. De resultaten laten zien dat de energie-efficiëntie (de verhouding tussen verbruikte energie en de hoeveelheid geproduceerde chemicaliën) ongeveer 50-60 procent moet zijn, en dat de koolstofefficiëntie (het gehalte aan gebruikte koolstofatomen in de afgewerkte brandstof) bijna honderd procent zal zijn. Om de simulatieresultaten te testen, ontwikkelen wetenschappers een volledig geïntegreerd proces met een geplande kooldioxide-omzet van 1,25 kg / u.
Tegelijkertijd hebben wetenschappers ontdekt dat het voorgestelde concept niet volledig kan voldoen aan de vraag van de consument naar aardolieproducten. De vraag of de vraag naar vloeibare brandstof moet worden teruggedrongen, is nog acuut en zou met behulp van nieuwe ontwikkelingen in de transportsector moeten worden opgelost. Ondanks dat de technologie van CO2-verwerking al op een of andere manier klaar is voor implementatie, is er nog veel onderzoek en engineering in deze richting.
Auteur: proger