De aarde warmt op, met de massale uitstoot van CO2 als grote schuldige. Wetenschappers van de Universiteit Antwerpen ontwikkelden nu een technologie die dit schadelijke broeikasgas omzet in waardevolle stoffen zoals basischemicaliën. Hun geheim? Plasma!

De opwarming van het klimaat blijft een hot topic. Politici hebben er de mond van vol: ze palaveren over hoe sterk de gemiddelde temperatuur nog mag stijgen en of de invoering van een CO2-taks een goed idee zou zijn. Aan de andere kant van de oceaan ging president Trump over tot ‘daden’: hij trok zijn land terug uit het klimaatakkoord van Parijs.

Wetenschappers over de hele wereld buigen zich ondertussen over oplossingen. Aan de Universiteit Antwerpen ontwikkelden prof. Annemie Bogaerts en dr. Ramses Snoeckx (Departement Chemie) recent een technologie die CO2, een van de voornaamste boosdoeners van het broeikaseffect, omzet in waardevolle stoffen.

“We doen dat met plasma’s”, zegt Bogaerts, verbonden aan de onderzoeksgroep PLASMANT. Plasma is de vierde aggregatietoestand, naast vast, vloeibaar en gasvormig. Deze toestand ontstaat wanneer de gasmoleculen door toevoeging van energie splitsen in geladen deeltjes (ionen en elektronen). De zon is een plasma, net als weerfenomenen zoals de bliksem en het noorderlicht.

“Vandaag worden vooral computerchips massaal vervaardigd met behulp van plasma’s”, aldus Bogaerts. “De plasma-tv is nog een recent voorbeeld. Diezelfde technologie is ook interessant voor de omzetting van CO2.”

Het plasma wordt opgewekt door een elektrische spanning aan te leggen over twee elektroden. Wanneer de spanning hoog genoeg is, zal er een vonk overslaan tussen de twee elektroden, net zoals bij een kortsluiting of blikseminslag. “In de praktijk komt het erop neer dat we allemaal kleine bliksemschichtjes in onze reactor maken”, vertelt Snoeckx, die doctoreerde op dit onderzoek. “Die schichtjes splitsen de gasmoleculen eerst in zeer reactieve deeltjes, waarna deze deeltjes opnieuw met elkaar botsen en nieuwe producten vormen.”

Na de ‘plasmabehandeling’ kan het CO2 samen met een waterstofhoudende molecule (zoals water, waterstofgas, methaan of glycerol) verwerkt worden tot producten die dienst kunnen doen als basischemicaliën en/of brandstoffen (zoals methanol, formaldehyde, ethanol, mierenzuur, propaan en butaan). Snoeckx: “Razend interessant onder meer voor de chemische sector: de reeds uitgestoten CO2 wordt omgezet waardoor verdere klimaatopwarming wordt tegengegaan, en bovendien worden koolstofhoudende producten gecreëerd, die anders uit aardolie moeten worden gewonnen.”

Snoeckx en Bogaerts publiceerden hun onderzoek in het toptijdschrift Chemical Society Reviews. De wetenschappers zijn ervan overtuigd dat plasma nog een grote rol gaat spelen in de toekomst. “Plasma’s hebben unieke eigenschappen. Ze kunnen namelijk CO2 omzetten bij kamertemperatuur. De reactoren zijn gemakkelijk schaalbaar van kleine toepassingen tot en met grote industriële installaties, zonder dure zeldzame aardmetalen te moeten gebruiken. Tot slot is het een zeer flexibel proces zowel wat betreft locatie, bediening als energiebron.”

“Binnen dit en tien jaar kunnen plasma’s de huidige klimaatproblematiek verlichten. Ze bieden een ecologisch en economisch interessante oplossing door een grote variëteit aan waardevolle chemicaliën te produceren uit CO2. Op die manier worden plasma’s niet alleen letterlijk, maar ook figuurlijk het licht dat schijnt aan onze horizon.”