In waterhoudende bodemlagen (aquifers) opgeslagen koolstofdioxide blijft beter op zijn plek wanneer het stevige chemische interactie vertoont met de omliggende mineralen. Door goed gekozen chemische toevoegingen kun je dus in theorie de kans op lekkage verkleinen, claimen fysici van de universiteit van Cambridge in het tijdschrift Physical Review E.

Uiteraard bedoelen ze daarmee niet dat alle CO2 permanent aan die mineralen moet worden gebonden, want op die manier zou het geen publicatie waard geweest zijn.

De onderzoekers hebben een dimensieloos kengetal ontwikkeld dat de verhouding weergeeft tussen transport via convectieve stroming in het poreuze gesteente, en transport door een combinatie van diffusie en eerste-ordereactie. Over welke stoffen je daarbij spreekt maakt in principe niet uit, maar de auteurs noemen zelf CO2 in gesteente als interessant voorbeeld van een systeem waar je met behulp van hun kengetal aan kunt te rekenen.

Hun theorie voorspelt dat het systeem stabiel zal zijn wanneer het kengetal boven een bepaalde waarde komt. CO2-transport via convectie treedt dan helemaal niet meer op omdat al het gas in de grenslaag met het gesteente wordt vastgehouden.

Hoe hoger het kengetal, des te dikker die grenslaag. En hoe sneller de reactie, des te hoger het kengetal. Vandaar.

De kunst is dus om te bepalen wat precies de chemische samenstelling is van het gesteente waar je je CO2 in wilt pompen. Daaruit kun je afleiden hoe sterk het met CO2 zal reageren, en daar blijkt weer uit wat er diep onder de grond precies met die CO2 zal gaan gebeuren.

Iets verder redenerend zou je dus stoffen aan die CO2 kunnen toevoegen die de reactiesnelheid vergroten of juist verkleinen, zodat het gas zich niet of juist wèl verder door de aquifer verspreidt.

bron: University of Cambridge

Onderwerpen