Arjen Dijkgraaf
Nature Communications presenteert een metaalelektrode die bij kamertemperatuur koolstofdioxide elektrochemisch kan reduceren tot elementaire koolstof. Tot nu toe was dit alleen gelukt bij temperaturen boven de 600°C Wellicht kun je hiermee ooit op een energiezuinige manier het broeikaseffect te lijf, denkt het Australische onderzoeksteam.
In een nogal overenthousiast filmpje beloven de onderzoekers dat je hiermee CO2 rechtstreeks uit de atmosfeer kunt halen zonder dat het energieverbruik onaanvaardbaar hoog wordt.
Probleem is wel dat het voorlopig alleen werkt op laboratoriumschaal. ‛Het klimaatprobleem hiermee oplossen, dat lukt niet bepaald morgen’, stelt de Utrechtse katalyse-expert Bert Weckhuysen in de Volkskrant die desondanks een hele pagina wijdde aan het idee om ‛kolen te maken uit broeikasgas’.
Het bijzondere aan de elektrode is dat hij vloeibaar is. Hij bestaat uit galinstan, een legering van gallium met een beetje indium en tin die smelt bij -19 °C. Op zich is galinstan niet of nauwelijks katalytisch actief. Maar meng je er een beetje cerium doorheen en breng je dat mengsel in contact met zuurstof, dan zal dat cerium daar als eerste mee reageren. Je krijgt zo een laagje ceriumoxide (in eerste instantie Ce2O3) van een paar atomen dik op het metaaloppervlak, en ceriumoxide katalyseert de reductie van CO2 wel.
En dan komt het nut van dat galinstan om de hoek kijken. Bij vrijwel elke andere katalysator is de vorming van koolstof uiterst ongewenst omdat het vastkoekt op het oppervlak (coking, in vakjargon) en zo de katalytische werking steeds meer in de weg gaat zitten. Maar op puur vloeibaar metaal hecht koolstof in het geheel niet; het laat los en komt bovendrijven in de vorm van amorfe, 3 nm dikke vlokken die je zo kunt wegscheppen.
Die druppeltjes-aan-een-capillair vertalen naar een grootschalig proces, wordt intussen inderdaad een boeiende uitdaging. Nog afgezien van het feit dat indium er eigenlijk te schaars voor is.
