Wollastoniet.

In Californië is een elektrolyseproces bedacht dat waterstof oplevert, koolstofdioxide onttrekt aan de atmosfeer en ook nog de verzuring van de oceanen tegengaat. De wereld is gered, tenzij de publicatie in PNAS toch iets te optimistisch is.

Greg Rau en collega’s van het Lawrence Livermore-lab denken gebruik te maken van de pH-gradiënt, die een bijverschijnsel is van het elektrolytisch splitsen van (zout) water. Rond de anode, waar zich H+ vormt, kan de pH dalen tot 2 terwijl hij rond de kathode, waar die H+ verdwijnt in de vorm van H2, oploopt tot 12.

Het idee is om de anode te omringen met een poreuze laag metaalsilicaat, bijvoorbeeld CaSiO3 (wollastoniet). Aan dat mineraal is op aarde geen gebrek. In water lost het nauwelijks op, behalve wanneer je het aanzuurt. Dan reageert het met 2H+ tot Ca2+, H2O en SiO2.

Het Ca2+ moet dan naar de anode migreren waar de pH hoog is en dus ook de OH--concentratie. Je krijgt dan dus Ca(OH)2. En dát kan dan weer met CO2 reageren tot CaCO3 of CaHCO3 (afhankelijk van de pH, dus van het punt in de elektrolysecel waar het gebeurt). Dat product stort je dan weer terug in zee om de verzuring als gevolg van de daar reeds in opgeloste CO2 een beetje te compenseren.

Intussen ben je nog steeds H2 aan het produceren, en zolang je duurzaam opgewekte elektriciteit voor je proces gebruikt is die waterstof daadwerkelijk CO2-negatief. En dat is nog zelden vertoond.

Een complicatie is wel het zout dat je aan je water moet toevoegen voor de elektrische geleiding. Voor de lab-experimenten gebruikte Rau 0,25 M Na2SO4. Dan worden de reactievergelijkingen iets anders: je krijgt CaSO4 (gips) dat neerslaat, en NaHCO3. Maar Na2SO4 is niet onbeperkt beschikbaar.

Veel eenvoudiger en goedkoper is om gewoon zeewater te gebruiken. Ware het niet dat CaCl2 wél in water oplost, waarna het chloride wordt meegeëlektrolyseerd tot gasvormig chloor. Op de vraag wat je dáár dan weer mee moet heeft Rau nog geen antwoord kunnen verzinnen.

Dat het hele verhaal opschaalbaar is naar een formaat waarin je er daadwerkelijk iets aan hebt, is trouwens ook niet meer dan een aanname.

bron: Lawrence Livermore National Laboratory

Onderwerpen