Metaal-organische roosters: de CO2 gevangenis van de toekomst

Deel

De pluimen uit de schoorstenen van fabrieken, de kleine grijze wolkjes van de auto-uitlaat en de witte sporen van een vliegtuig. Koolstofdioxide, ofwel CO2, wordt overal om ons heen uitgestoten voor verschillende redenen, van transport tot het opwekken van energie om je huis te verwarmen. CO2 is naast een veelvoorkomend gas ook nog eens het meest besproken broeikasgas.

Broeikasgassen zorgen dat er meer warmte van de zon wordt vastgehouden in de atmosfeer, waardoor de aarde leefbaar is. Maar, te veel van deze gassen zorgt juist weer voor een versterkt broeikaseffect. De hele aarde wordt dan te warm met alle gevolgen van dien, opwarming van de aarde, stijging van de zeespiegel en extremere weersomstandigheden. Om deze veranderingen tegen te gaan moet we proberen om de hoeveelheid CO2 in de lucht te verminderen.

Het verlagen van de hoeveelheid CO2 in de lucht kan op twee manieren aangepakt worden: het voorkomen van uitstoot en het verwijderen van CO2 uit de lucht. Vooralsnog worden hiervoor zogeheten amideverbindingen gebruikt, dit zijn stoffen die goed een interactie aan kunnen gaan met CO2

Jammer genoeg hebben deze stoffen het nadeel dat het veel energie kost om de CO2 en amiden terug te winnen. Deze energie komt vaak ook nog eens van fossiele brandstoffen, waardoor de CO2-uitstoot verlaging teniet wordt gedaan. Maar nu is er iets nieuws: metaal-organische roosters, of MORs in het kort.

Metaal-organische roosters
MORs zijn grote structuren met veel poriën waardoor ze een groot oppervlak krijgen, vergelijkbaar met een spons. Zoals de naam al doet vermoeden zijn ze opgebouwd uit metaaldeeltjes en stukjes organische verbindingen. Als deze twee samen worden gebracht in oplossing, zullen ze uit zichzelf repeterende kooistructuren bouwen. Deze eigenschap wordt ook wel zelfmontage genoemd en zorgt voor een vrij eenvoudige productie.

Zelfmontage is niet het enige waardoor MORs zo veel potentie hebben voor gebruik. Het fijne aan MORs is namelijk dat je ze specifiek kan ontwerpen voor het doeleinde dat je voor ogen hebt. Door bijvoorbeeld de metaaldeeltjes te veranderen, kun je kiezen welke soort stoffen blijven plakken aan je MOR. Door de lengte van de organische verbindingen te veranderen kun je selecteren op de grootte van de deeltjes.

Door deze grote aanpasbaarheid in de MOR kun je ervoor zorgen dat je specifiek CO2 laat plakken. Je kunt MORs dan in schoorstenen van energiecentrales plaatsen om te zorgen dat er minder CO2 wordt uitgestoten. Of je kunt bijvoorbeeld in hoogbevuilde gebieden CO2 uit de lucht halen door lucht door MORs te pompen. 

Milieuvriendelijke brandstof uit CO2
Maar ja, nu heb je wel een hoop stof waar veel CO2 aan is gebonden. Wat doe je er dan mee? Het fijne is, als CO2 is vastgelegd, kun je het veel makkelijker omzetten in stoffen die ergens anders nuttig voor zijn, bijvoorbeeld brandstof.

Een mooi voorbeeld komt van Team FAST (Formic Acid Sustainable Transportation), een studententeam aan de Technische Universiteit Eindhoven. Dit team is erin geslaagd om uit het gas COhet stofje mierenzuur te produceren. Mierenzuur wordt voornamelijk gebruikt in schoonmaakmiddelen voor zijn ontsmettende en ontkalkende werking. Maar, mierenzuur kan ook worden gebruikt in voertuigen als een milieuvriendelijke brandstof. 

Mierenzuur kan namelijk in speciale tanks omgezet worden tot waterstof en CO2. Waterstof kan dan gebruikt worden om elektriciteit op te wekken. Tijdens dit proces wordt er dan wel weer CO2 uitgestoten, maar dit kan weer opgevangen worden voor de omzetting naar mierenzuur. Hierdoor is deze bron van brandstof CO2-neutraal.

MORs kunnen dus niet alleen de uitstoot van CO2 verlagen maar ook op een efficiënte manier brandstoffen zoals mierenzuur produceren. Om dit allemaal op wereldwijd niveau in te kunnen zetten moet er nog wat gesleuteld worden aan de MORs. Maar dat ze die rookpluimen schoner kunnen maken, dat is zeker.


Wil je nou weten hoe jij je steentje kan bijdragen aan duurzaamheid? Misschien zelfs door te werken met stoffen zoals metaal-organische roosters? Kijk dan ook eens bij onderstaande studies.

MBO opleidingen

Allround operationeel technicus
Vind jij het heerlijk om aan apparaten te sleutelen en zie jij jezelf wel zelfstandig daarin werken? Dan is allround operationeel technicus echt iets voor jou. Je installeert en bedient apparaten en zorgt ook voor het onderhoud.

Creatief technoloog
Heb jij een voorliefde voor techniek én ben je ook nog eens lekker creatief? Voor jou is er zo veel te doen! Met deze opleiding denk je mee over de uitdagingen van de toekomst.

HBO opleidingen

Milieukunde
Zijn scheikunde en biologie jouw favoriete vakken? En wil je later een interessante en afwisselende baan waarin je bijdraagt aan een leefbare aarde voor nu én later? Dan is Milieukunde jouw opleiding.
Tijdens de opleiding Milieukunde pas je vakken als scheikunde en biologie toe om na je studie bedrijven te helpen om te produceren zonder afval, grondstoffen niet op te maken en bij te dragen aan welvaart en een gezonde leefomgeving.

Chemische Technologie
Bij Chemische Technologie leer je de techniek achter industriële processen en de technologie om producten te maken. Je denkt in grootschalige oplossingen met aandacht voor duurzaamheid en energie.

WO opleidingen

Molecular Science and Technology (joint degree)
Bij Molecular Science & Technology combineer je scheikunde en technologie (TU Delft) om te werken aan een schone en gezonde wereld.
Hoe kunnen we met biomassa, CO2 en water nieuwe producten maken? Kunnen we zonnecellen maken die efficiënter zijn dan de huidige? Het zijn de chemici en technologen die nieuwe dingen bedenken om deze vragen te beantwoorden. MST, de gezamenlijke opleiding met de TU Delft, is de enige opleiding in Nederland die scheikunde en scheikundige technologie combineert.

Future Planet Studies
Bij Future Planet Studies draait het om de toekomst. Hoe ziet ons leven op aarde er op de korte en langere termijn uit? Kunnen wij mensen op dezelfde voet doorgaan als nu en de aarde blijven inrichten en gebruiken zoals we nu doen? Moeten we klimaatverandering proberen tegen te gaan, of er juist zo goed mogelijk mee om leren gaan? Hoe stimuleren we de productie en het gebruik van duurzame energie? Hoe zorgen we ervoor dat er genoeg voedsel en drinkwater is voor de groeiende wereldbevolking? Deze en andere complexe vraagstukken staan centraal bij Future Planet Studies.

Deel

Andere interessante artikelen

Zit jij in 4/5 havo en heb je een N&T of N&G profiel? Beantwoord dan deze vragen en maak kans op 20 euro bol.com tegoed.

Bijna elke kankerpatient wordt behandeld met chemo, een nare kuur waar je heel ziek van wordt. Onderzoekers vonden een alternatief met bijna geen bijwerkingen.

Het noorderlicht, iedereen heeft er wel eens van gehoord. Felle kleuren die in de lucht lijken te dansen. Maar wat is het noorderlicht nou eigenlijk?