Leidse vinding haalt CO2 uit de lucht
CO2-reductie door de CO2 eenvoudig met een soort oplaadbare batterij uit de lucht te halen, lijkt pure science fiction. Toch hebben Leidse scheikundigen zo’n ‘batterij’ – een gele koperoplossing die in contact met lucht groenblauw wordt – ontdekt. Hierover publiceren ze in Science van vrijdag 15 januari.
Onverwacht
De geelgekleurde oplossing is gemaakt door gelijke hoeveelheden van een koperzout, een organische verbinding en een zuur te mengen, en bevat een koperverbinding in een lage oxidatietoestand. Toen de onderzoekers van het Leiden Institute of Chemistry (LIC) deze oplossing aan lucht blootstelden, werd hij groenblauw van kleur en ontstonden er kristallen. Met röntgenanalyse, uitgevoerd in samenwerking met het Bijvoet Centrum van de Universiteit Utrecht, werd duidelijk dat de kristallen oxalaat-ionen bevatten. ‘Normaal reageert een dergelijke koperverbinding met zuurstof uit de lucht, maar in dit geval werden onverwacht kristallen gevormd van een nieuwe koperverbinding in een hoge oxidatietoestand die CO2 uit de lucht had opgenomen’, vertelt dr. Lies Bouwman die het onderzoek leidde. ‘Deze verbinding bevatte zogenoemde oxalaatanionen.’ Elk oxalaatanion is opgebouwd uit twee CO2-moleculen.
Eenvoudig
Als met behulp van lithium het oxalaat verwijderd wordt, kan het geoxideerde kopercomplex heel eenvoudig met een elektrische stroom weer naar de lage oxidatietoestand worden gebracht. De geelgekleurde oplossing die daarvan het resultaat is, kan dan weer met CO2 uit de lucht reageren. Dit kopersysteem kan op deze manier steeds weer opnieuw gebruikt worden, net als een oplaadbare batterij.
Huishoudproducten
Deze ‘batterij’ kan dus worden ingezet voor omzetting van CO2 uit de lucht naar oxaalzuur, een verbinding die bijvoorbeeld toegepast wordt in huishoudproducten en anti-roestmiddelen. De efficiëntie van het kopersysteem is op dit moment nog niet erg groot – er kan nog geen economisch haalbaar proces van gemaakt worden – maar het heeft zeker potentie. Of zoals een van de referenten van het artikel het uitdrukt: ‘Hoewel een rapportage als deze uiteraard nog ver verwijderd is van een praktische toepassing, is het exact zo’n fundamentele scheikundige doorbraak die kan leiden tot een toepassing om CO2 uit onze atmosfeer weg te vangen.’
Artikel:
Raja Angamuthu, Philip Byers, Martin Lutz, Anthony L. Spek, Elisabeth Bouwman, Electrocatalytic CO2 Conversion to Oxalate by a Copper Complex. In: Science van 15 januari 2010.
(14 januari 2010/SH)