Deze week zijn de finalisten bekend gemaakt van de Carbon XPrize, bedoeld voor nuttig gebruik van kooldioxide. De tien finalisten gaan nu bij een kolencentrale en een gascentrale bouwmateriaal, chemicaliën en nanobuisjes produceren.

Als planten van kooldioxide de meest fantastische producten maken, waarom zouden we dat dan ook niet zelf proberen, zo is de gedachte achter de Carbon Xprize. De tien finalisten die hun techniek nu in de praktijk moeten gaan bewijzen, gebruiken die kooldioxide voor het maken van een breed palet aan producten: chemicaliën, bouwmaterialen en exotische koolstofmateriaal.
 

► Chemicaliën

Het Indiase team Breathe gaat met behulp van CO2 de brandstof methanol produceren. Daarvoor moet de kooldioxide van een zuurstofatoom worden ontdaan, wat chemisch gezien erg lastig is. De gebruikelijke manier om dat te doen, is met waterstof. Het Breathe-team wil nu een katalysator ontwikkelen van veel voorkomende metalen als ijzer, nikkel of koper die dat omzettingsproces vergemakkelijkt.

Het Canadese team CERT claimt al zo’n nieuwe katalysator te hebben. Het zou gaan om een nanogestructureerd metaal, details zijn nog niet bekend.
 

Het team CERT gebruikt de CO2 om chemicaliën te produceren.


Is eenmaal koolmonoxide beschikbaar, dan zijn daarmee allerhande chemische producten of brandstoffen te produceren.

Een heel andere benadering kiest het Amerikaanse team Newlight. Dat gebruikt micro-organismen om koolstof uit de CO2 te halen en daarmee vervolgens bioplastics te produceren.
 

► Bouwmateriaal

Verschillende teams zijn bezig met bouwmaterialen. Zo zet de Schotse Carbon Capture Machine het afgevangen CO2 direct om in de mineralen calcium- en magnesiumcarbonaat. De Schotten doen dat door calcium- en magnesiumionen in de vloeistof te stoppen die de CO2 uit het rookgas van de fossiele centrale afvangt.
 

Het team Carbon Capture Machine produceert rechtsreeks uit CO2-afvang minerale bouwstoffen.

CarbonCure gebruikt de CO2 bij het maken van beton. Door de kooldioxide aan het traditionele proces toe te voegen verbetert de kwaliteit van het materiaal, en is er dus minder van nodig. Vrijwel dezelfde techniek wordt gebruikt door het Canadese team Carbicrete.

Een iets andere variant wordt toegepast door het Amerikaanse Carbon Upcyling UCLA, dat de CO2 mineraliseert en om er vervolgens cement van te maken.
 

Het team Carbon Upcycling UCLA gebruikt CO2 voor cement.


► Exotisch koolstof

Het Amerikaanse team C2CNT maakt, zoals de naam al aangeeft, uit de CO2 koolstofnanobuisjes, Carnon Nano Tubes. Dat doet het door de CO2 op te lossen in gesmolten carbonaat en vervolgens met elektrolyse te ontleden. Aan de kathode ontstaan dan vanzelf de koolstofnanobuisjes. Meer over die methode is vinden in de technische artikelen waarnaar het team verwijst.

Het Canadese bedrijf Carbon Upcycling Technologies maakt koolstof nanodeeltjes door de CO2 met grafiet of vliegas te laten reageren. Die nanodeeltjes kunnen vervolgens in allerhande producten worden omgezet. De technologie wordt al in de praktijk toegepast: het bedrijf produceert momenteel zo’n 500 kg van die koolstofnanodeeltjes per week.

Het Chinese team C4X gaf op internet nog geen technische informatie.


Tienvoudig opschalen

Alle teams krijgen nu de gelegenheid hun technologie te bewijzen bij twee elektriciteitscentrales: de kolencentrale van het Amerikaanse Wyoming, die beschikt over een testcentrum voor nuttige toepassing van kooldioxide, en een gasgestookte centrale in het Canadese Alberta die over een soortgelijk technologiecentrum beschikt. Vooralsnog zullen al deze technieken de uitstoot van CO2 nauwelijks gaan reduceren: daarvoor is het allemaal te kleinschalig.

Om tot de finale door te dringen moesten de teams het principe van hun techniek aantonen. Nu in de finale moeten ze laten zien dat ze hun technologie met minstens een factor tien kunnen opschalen. Voor de winnaars is een prijzenpot van 20 miljoen dollar beschikbaar.

De Carbon Xprize heeft de Canadian Oil Sands Innovation Allince (Cosia) als een van de sponsoren. Dat is opmerkelijk, want juist die oliewinning uit teerzanden levert veel CO2-uitstoot. Onder andere ConocoPhilips en Shell maken deel uit van Cosia. De andere sponsor is het grote Amerikaanse energiebedrijf NRG, dat veel fossiel aangedreven elektriciteitscentrales in zijn portefeuille heeft, maar inmiddels ook enkele wind- en zonneparken.