Nieuwe membranen helpen CO2-uitstoot verminderen

De Universiteit Twente en het Duitse onderzoekscentrum Jülich werken samen aan membranen voor een efficiënte scheiding van gassen voor bijvoorbeeld de productie van zuurstof of waterstof.

De keramische ionengeleidende membranen zijn een alternatief voor bestaande, dure afscheidingsprocessen en dragen bij aan het verminderen van de CO2-uitstoot. De nieuwe technologie kan binnen vijf tot tien jaar beschikbaar komen, verwacht prof. dr. Wilhelm Meulenberg, hoogleraar Inorganic Membranes aan de Universiteit Twente. Meulenberg is tevens verbonden aan onderzoekscentrum Jülich.

Duurzame energiebronnen (zon, wind) en efficiënter energiegebruik zijn de komende decennia niet voldoende om de beoogde beperking van het broeikaseffect te bereiken. Om de Europese klimaatdoelstellingen te halen, is ook de opvang en opslag van CO2 nodig en wordt gekeken naar het efficiënt omzetten van CO2 naar brandstof (Carbon Capture and Utilization CCU). De verwachting is dat op die manier de CO2-emissie tot 2030 in Europa met 15% gereduceerd kan worden.

Bestaande technieken voor het afvangen van CO2, zoals chemisch wassen (Water Wash), zijn kostbaar en gaan gepaard met veel energieverlies. Ook de oxyfuel-technologie, waarbij brandstoffen CO2-neutraal worden verbrand met zuivere zuurstof, is met de huidige technologie geen ideale oplossing. De productie van zuivere zuurstof door destillatie bij –190°C vergt namelijk veel energie. Een veel beter en efficiënter alternatief is het inzetten van membranen die in staat zijn om zuurstof te scheiden. Zo kan de brandstof alsnog met zuivere zuurstof worden verbrand en een gas met een heel hoge concentratie CO2 worden geproduceerd.

Een van de mogelijkheden is ook de productie van synthetische brandstoffen, die ontstaan door de reactie van CO2 met waterstof over een membraan. De Universiteit Twente en onderzoekcentrum Jülich hebben de samenwerking gezocht om hiervoor keramische ionengeleidende membranen te ontwikkelen. Deze membranen zijn bedoeld voor membraanreactoren, die onder extreme omstandigheden (hoge temperaturen, hoge druk) het scheidingsproces combineren met een chemische reactie en zo synthetische brandstoffen of basischemicaliën produceren.