Als een miniatuurfabriek voor brandstofproductie produceert het blad bio-ethanol en -propanol uit licht, water en CO2. Toegepast op grotere schaal zou dit een interessante oplossing kunnen zijn voor de klimaatneutrale productie van synthetische brandstoffen - en zo een verdere stap weg van fossiele brandstoffen kunnen betekenen.
Vorig jaar presenteerde een groep onderzoekers van de Universiteit van Cambridge een drijvend kunstmatig blad dat direct op het water synthetisch gas kan produceren. Er kwamen natuurgetrouwe fotosynthetische processen aan te pas om waardevolle brandstof te produceren uit zonlicht, water en kooldioxide. Uit het watersplitsingsproces ontstond waterstof en uit kooldioxide het zogenaamde "syngas". Nu hebben onderzoekers nieuwe ontwikkelingen bereikt - een mijlpaal voor milieuvriendelijke brandstofproductie.
De minikrachtcentrale op het blad produceert niet langer alleen een mengsel van waterstof en koolmonoxide, maar ook complexere chemicaliën. Het nieuwe prototype zet water en CO2 direct om in e-brandstoffen met behulp van zonne-energie. In tegenstelling tot conventionele productie-installaties moet de productie van deze vloeibare energiedrager plaatsvinden zonder het gebruik van fossiele brandstoffen, bijvoorbeeld voor de stroomvoorziening voor de waterstofproductie, en dus klimaatneutraal worden.
Net als bij het voorgaande model van de synthetische plaat, die slechts een paar vierkante centimeter groot is, produceert de combinatie van lichtabsorberend bismutvanadaat en perovskiet synthesegas. Maar nu worden nieuwe katalysatoren van koper en palladium toegevoegd, die leiden tot de productie van "een mengsel van ethanol en n-propanol" - legt projectleider en chemicus Erwin Reisner uit. Beide alcoholen kunnen vervolgens gemakkelijk worden getransporteerd en gebruikt als duurzaam geproduceerde brandstoffen met een hoge energiedichtheid.
De technologie is echter nog lang niet klaar, omdat sommige aspecten nog moeten worden geperfectioneerd. Zo moet de kooldioxide die nodig is voor het proces momenteel nog afkomstig zijn van grote CO2-uitstootbronnen zoals industriële fabrieken om de benodigde koolstofconcentratie te garanderen. "We zijn echter al bezig om met atmosferische CO2-concentraties uit de voeten te kunnen," zegt Reisner hierover.
Ook heeft de onderzoeksgroep veel meer middelen en reikwijdte nodig als een dergelijke technologie niet in het laboratorium moet blijven, maar geleidelijk ingang moet vinden in de energie- en brandstofsector. Het Cambridge-project zou een uiterst belangrijke ontwikkeling kunnen zijn voor de koolstofneutrale productie van brandstoffen die volledig vrij zijn van fossiele brandstoffen - en die als duurzamer worden beschouwd dan de alternatieven die momenteel op de brandstofmarkt verkrijgbaar zijn. De wetenschappers gaan nu aan de slag met het opschalen van het systeem om grotere hoeveelheden brandstof te kunnen produceren. Want pas als e-fuels in grotere hoeveelheden beschikbaar zijn, kunnen ze worden opgenomen in de regels voor milieuzones, de uitgifte van de verschillende milieustickers in Europa en het verbod op auto's met verbrandingsmotor vanaf 2035.