mais

Onderzoekers van de Stanford Universiteit zijn erin geslaagd om ethanol te maken zonder dat daar maïs of andere planten aan te pas kwamen. Ze maakten de relatief milieuvriendelijke brandstof uit koolstofmonoxide.

Vandaag de dag wordt ethanol – een biobrandstof – meestal gemaakt uit gewassen als suikerriet en maïs. Maar er zijn meerdere bezwaren te noemen tegen die manier van ethanolproductie. Ten eerste worden eetbare gewassen omgezet in brandstof terwijl een groot deel van de wereldbevolking honger lijdt. Ten tweede hebben deze gewassen veel ruimte en water nodig.

Alternatief
Met dat in het achterhoofd is het geen slecht idee om te kijken naar alternatieve manieren om ethanol te maken. En onderzoekers van de Stanford Universiteit denken nu zo’n alternatief ontdekt te hebben. “Wij hebben de eerste metalen kathalysator ontdekt die bij kamertemperatuur en onder normale druk waardevolle hoeveelheden ethanol uit koolstofmonoxide kan halen,” vertelt onderzoeker Matthew Kanan.

WIST U DAT…

…we ook uit zeewier biobrandstof kunnen maken?

Koper
Het verhaal omtrent deze ontdekking begint eigenlijk al twee jaar eerder. Toen ontwikkelde Kanan samen met een collega een nieuwe elektrode, gemaakt van een materiaal dat ze aanduiden als ‘oxide-derived copper’. Een metalen elektrode gemaakt van koperoxide. “De meeste materialen zijn niet in staat om de hoeveelheid koolstofmonoxide te beperken en reageren enkel met water,” vertelt Kanan. “Koper is de enige uitzondering, maar gewoon koper is heel inefficiënt.”

Het apparaat
De onderzoekers bouwden een elektrochemische cel. Ze plaatsten het apparaat – dat voorzien is van twee elektroden – in water met koolstofmonoxide. Zodra er stroom komt te staan op elektroden wordt water bij de ene elektrode omgezet in zuurstof (de anode) en bij de andere in waterstof (de kathode). Tenminste: zo gaat dat bij een normale cel. Maar de uitdaging was nu om een kathode te vinden die water niet om zou zetten in waterstof, maar koolstofmonoxide om zou zetten in ethanol. Kanan gebruikte tijdens de experimenten een kathode gemaakt van koperoxide. En de resultaten mogen er zijn. “57 procent van de elektrische stroom werd gebruikt om ethanol en acetaat uit koolstofmonoxide te maken. We zijn daar opgewonden over, omdat deze katalysator daarmee tien keer efficiënter is dan normale koperen katalysatoren.”

In de toekomst hopen de onderzoekers deze katalysator op grote schaal te kunnen inzetten. Om ervoor te zorgen dat de geproduceerde ethanol echt groen is, zou de benodigde elektriciteit met behulp van wind- of zonne-energie moeten worden opgewekt. Daarnaast moeten onderzoekers op zoek naar een groene bron van koolstofmonoxide. Nu ontstaat dat nog uit fossiele brandstoffen. Kanan heeft al wel een idee over hoe hij in de toekomst aan koolstofmonoxide kan komen. Hij zou koolstofdioxide uit de atmosfeer willen halen, om koolstofmonoxide uit te halen en om te zetten in brandstof. Bij die verbranding ontstaat weer CO2 waar vervolgens weer koolstofmonoxide uit gehaald kan worden en zo is het cirkeltje elke keer weer rond. “De technologie om CO2 om te zetten in koolstofmonoxide is er al een tijdje, maar we misten een efficiënte manier om koolstofmonoxide om te zetten in een nuttige brandstof ei vloeibaar, gemakkelijk op te slaan en niet giftig is.” En ook daar is nu in theorie in voorzien. “Onze studie demonstreert dat het haalbaar is om ethanol te maken middels elektrokatalyse. Maar we moeten nog een hoop werk verzetten om een echt praktisch apparaat te maken.”