Nederlandse en Belgische onderzoekers hebben een manier gevonden om met zonne-energie waterstof en koolstofdioxide om te zetten in methaan. Dit 'groene gas' is makkelijker op te slaan en te verplaatsen dan elektriciteit of waterstof.

De onderzoekers ontdekten dat een katalysator van het metaal ruthenium (Ru) bij uitstek goed werkt als de zon fel schijnt. Dan kan wel 55 procent van de energie in het zonlicht worden gebruikt om methaan te maken.

 

Lage temperatuur, weinig druk

Dat methaan maak je door CO2 en H2 te combineren onder hoge temperatuur en druk. Deze Sabatier-reactie is al sinds het eind van de negentiende eeuw bekend. Maar hoge temperatuur en druk vereisen een hoop energie. Dus gingen onderzoekers van TNO en de Universiteit Hasselt op zoek naar een nieuwe manier om dit proces uit te voeren, met zonne-energie. Door zonlicht te concentreren, bleek het proces bij lagere temperaturen (rond de 150 graden) te verlopen. Bovendien was er slechts 3,5 bar druk nodig. 'Dat is weinig druk voor dit soort processen', vertelt Pascal Buskens van TNO. 'En de temperatuur haalden we puur uit het geconcentreerde licht.'

Wat opvalt, is de efficientie van de reactie. 'Een deel van de reactie komt niet door de warmte van het licht, maar door de fotonen zelf', vertelt Buskens. 'Hoe dat precies kan hebben wij niet onderzocht. Maar andere wetenschappers denken dat de fotonen energie geven aan de deeltjes in het metaal dat we als katalysator gebruiken.'

 

Niet alleen ultraviolet

Het voordeel van dit proces, is dat het het hele spectrum van zonlicht gebruikt. Andere processen die methaan maken uit waterstof en CO2 werken bijvoorbeeld alleen met UV-licht. 'Dan gooi je meteen een groot deel van de zonne-energie weg, want je gebruikt alleen de energie in het ultraviolette spectrum. Bij ons proces is dat niet zo.'

 

Toepassingen

Mogelijk zorgt dat ervoor dat deze methode relatief snel kan worden toegepast. De chemische industrie maakt namelijk veel gassen, en doet dat nu nog fossiel. 'Nu hebben we methaan gemaakt, maar we kijken ook of synthesegas (CO) kan worden gemaakt. En we praten met farmacologische bedrijven, om te kijken of deze techniek daar toegepast kan worden.'

Voor het zover is, moeten de kosten van het proces nog omlaag. 'Dat kan bijvoorbeeld door een goedkoper metaal als katalysator te gebruiken. Aluminium en ijzer zijn misschien geschikt.'