Hollandske forskere har fundet en ny anvendelse af alt kuldioxid ud, der hældes fra skorstene i fossile brændstofforbrændende kraftværker: høst det for endnu mere elektricitet.
De kunne, argumenterer de, pumpe kuldioxid gennem vand eller andre væsker og producere en strøm af elektroner og derfor mere elektricitet. Kraftproduktionsstationer frigiver 12 milliarder ton kuldioxid hvert år, når de brænder kul, olie eller naturgas; hjemmeanlæg og kommercielle opvarmningsanlæg frigiver yderligere 11 milliarder ton.
Det vil være nok, hævder de, at skabe 1,750 terawatt-timer med ekstra elektricitet årligt: ca. 400 gange output af Hoover-dæmningen i USA, og alt uden at tilføje en ekstra gisp af kuldioxid i atmosfæren. Så udstødningen fra en cyklus af elproduktion kunne straks bruges til at levere en anden strøm af strøm til nettet.
De fremsætter påstanden i et tidsskrift kaldet Environmental Science and Technology Letters, som er udgivet af American Chemical Society, og påstanden hviler på en 200 år gammel teknik, der er pioner af Sir Humphry Davy og Michael Faraday: elektrolyse.
Høst energi fra affald
Baggrunden ligger et simpelt forslag om, at enhver kemisk begivenhed involverer en vis udveksling af energi. I en løsning involverer denne bevægelse af energi elektroner og ioner, der migrerer til kation- eller anionelektroder. I en blanding af to forskellige opløsninger har den endelige blanding et energiindhold, der er lavere end summen af de to originale opløsninger: Da energi ikke kan oprettes eller ødelægges, skal der derfor være noget tilgængeligt energi til udnyttelse.
Bert Hamelers fra Wetsus, et center for fremragende vand i Holland, og kolleger fra Wageningen University rapporterer, at de brugte porøse elektroder og skyllede kuldioxid i vand for at få deres strøm af strøm: gassen reagerede med vandet for at fremstille kullsyre, som i elektrolytten blev positive hydrogenioner og negative ioner af bicarbonatet HCO3. Når pH i opløsningen bliver højere, bliver bicarbonatet et simpelt carbonat, og jo højere CO2-tryk, desto større er stigningen af ioner i opløsningen.
I deres eksperiment fandt de, at når de skyllede deres vandige elektrolyt med luft, og skiftevis med CO2, mellem deres porøse elektroder, begyndte en strømforsyning at bygge sig op. Da luften, der kommer fra skorstene fra fossile brændstofforbrændende kraftværker, indeholder alt op til 20% af CO2, repræsenterer selv emissionerne et potentiale for mere energi.
De fandt, at de kunne få endnu mere strøm, hvis de i stedet for en vandopløsning brugte en elektrolyt monoethanolamin. I eksperimenter leverede dette en energitæthed på 4.5 mW en kvadratmeter.
Det ironiske er, at denne elektriske energi allerede er potentielt tilgængelig øverst i kraftværkskorstenen, fordi en "opløsning" af drivhusgas i luften straks blandes med en anden styrkeopløsning i luften hele tiden.
Ingen har selvfølgelig en måde at høste denne kraft direkte på, men et gammeldags eksperiment med elektroder i et laboratorium viser, at enorme mængder potentiel strøm går tabt hver dag på uventede måder.
Grafenbatterier
Det ville kræve enorme investeringer - og meget teknisk opfindsomhed - for at omdanne drivhusemissioner til endnu mere elektricitet, men sådan forskning er en påmindelse om, at forskere overalt leder efter smarte nye måder til at drive planeten på.
Dan Li, en materialingeniør ved Monash University i Australien, rapporterer i tidsskriftet Science, at han og hans team har udviklet en grafenbaseret superkapacitator, der er kompakt og kan genoplades hurtigt, men kan vare så længe som en konventionel blysyre batteri.
Det betyder, at det kan bruges til at lagre vedvarende energi, bærbar elektronik eller drive elektriske køretøjer. Grafen er et nyt vidundermateriale, en variant af grafit eller kulstof organiseret i lag, der kun er et atomtykt. ”Det er næsten på det tidspunkt, hvor man går fra laboratoriet til kommerciel udvikling”, siger Li.
Strøm fra sollys og vand
Og i det samme tidsskrift rapporterer et team fra University of Colorado i Boulder i USA, at de har en teknik til at koncentrere sollys og bruge det til at opdele vand i dets komponenter af brint og ilt: disse to i kombination giver energien til brint brændselsceller, der allerede er begyndt at drive offentlig transport i mange byer.
Boulder-teknikken anvender en ruvende række af spejle, der er fokuseret på et enkelt punkt for at opvarme en metaloxidreaktor til 1,350 ° C og oprette en kæde med atomskala-begivenheder, der griber oxygenatomer fra damp og frigiver brintmolekylerne.
”Opdeling af vand med sollys er den hellige gral for en bæredygtig brintøkonomi”, siger Alan Weimer, leder af Boulder-forskningsgruppen. Men kommerciel introduktion kunne være år væk. ”Da prisen på naturgas er så lav, er der ikke noget incitament til at forbrænde ren energi.” - Climate News Network
