Wetenschappers van de Universiteit van Helsinki presenteren een veelbelovend vloeibaar sorbent dat CO₂ efficiënt en met een laag energieverbruik afvangt. Hiermee willen ze de kosten- en duurzaamheidsbarrières van directe CO₂-afvangtechnologie in de lucht wegnemen.
Onderzoekers van de Universiteit van Helsinki hebben een veelbelovend nieuw vloeibaar sorbent ontwikkeld voor directe luchtafvang (DAC) van koolstofdioxide. Het team stelt dat dit sorbent een hoge opnamecapaciteit, energiezuinige regeneratie en hergebruikspotentieel combineert. Deze eigenschappen zouden, indien op grote schaal toegepast, kunnen bijdragen aan het verlagen van de kosten en het energieverbruik die veel DAC-methoden tot nu toe hebben gekenmerkt.
Het onderzoek, onder leiding van postdoctoraal onderzoeker Zahra Eshaghi Gorji, richt zich op een superbase-alcoholverbinding gevormd uit 1,5,7-triazabicyclo[4.3.0]non-6-een (TBN) en benzylalcohol (TBN-BA). De auteurs melden dat één gram van het vloeibare sorbent ongeveer 156 milligram CO₂ kan absorberen uit onbehandelde omgevingslucht en dat de verbinding "niet reageerde met stikstof, zuurstof of andere atmosferische gassen", waardoor het selectief is voor CO₂-afvang. Het team benadrukt een ander praktisch voordeel: de afgevangen CO₂ kan bij een relatief lage temperatuur worden vrijgegeven. Zoals The Register opmerkte, heeft de verbinding "slechts 30 minuten blootstelling aan lucht van 70 °C (158 °F) nodig om zijn CO₂ vrij te geven", een veel lagere regeneratietemperatuur dan sommige sorbenten die zeer hoge temperaturen vereisen.
Het eigen verslag van de Universiteit van Helsinki over het onderzoek bevestigt deze prestatieclaims en benadrukt de recyclebaarheid en de schone manier waarop CO₂ wordt teruggewonnen. De onderzoekers vertelden aan The Register dat na de eerste cyclus van CO₂-afvang en -afgifte "de absorptiecapaciteit met ongeveer 25% afnam, waardoor we schatten dat ongeveer 75% van de CO₂ werd teruggewonnen", en dat "na de tweede cyclus echter bijna alle CO₂ is verwijderd". Hergebruikstests toonden aan dat het materiaal na 50 cycli ongeveer 75% van zijn absorptiecapaciteit behield en na 100 cycli ongeveer 50%, wat wijst op duurzaamheid, maar ook op duidelijke degradatie die moet worden aangepakt voor langdurig commercieel gebruik.
De groep in Helsinki benadrukt expliciet dat het onderzoek zich nog op laboratoriumschaal bevindt en dat verdere ontwikkeling nodig is voor industrieel gebruik. Volgens The Register werkt het team aan de omzetting van het vloeibare sorbent in vaste vormen door het te verwerken in dragers zoals silica en grafeenoxide, omdat DAC-systemen doorgaans de voorkeur geven aan vaste sorbenten voor verwerking en procesintegratie. Het SuperBase Solutions-project van de universiteit werkt al aan schaalbare en economische productiemethoden voor superbaseverbindingen, met als doel de productie, kwaliteitscontrole en naleving van regelgeving voor industriële toepassingen te versnellen.
Onafhankelijk onderzoek en technische literatuur onderstrepen zowel het potentieel als de praktische uitdagingen die de Helsinki-aanpak beoogt aan te pakken. Een technisch rapport van het Amerikaanse ministerie van Energie over sorbenten met een lage regeneratietemperatuur onderzoekt het gebruik van gekatalyseerde aminesystemen en ionische vloeistoffen om de absorptie-/desorptiekinetiek te verbeteren en de energiebehoefte te verminderen. Het rapport presenteert conceptuele procesontwerpen en voorlopige economische analyses die suggereren dat gekatalyseerde sorbenten de kosten van DAC (Direct Air Conservation) kunnen verlagen als ze effectief worden opgeschaald. Het Oak Ridge National Laboratory heeft een alternatieve route onderzocht, namelijk bijna-cryogene DAC met behulp van fysisorbenten zoals zeoliet 13X en CALF-20 bij temperaturen onder de omgevingstemperatuur. Hierbij werd potentieel gevonden voor aanzienlijk lagere genivelleerde kosten wanneer lage temperaturen en geschikte adsorbenten worden gecombineerd. Gepubliceerde studies over zeolieten tonen eveneens aan dat lage temperaturen goedkope fysisorbenten concurrerend kunnen maken voor CO₂-verwijdering in koude, droge omstandigheden. Ander onderzoek heeft zich gericht op hybride methoden, bijvoorbeeld het combineren van absorptiemiddelen met elektrochemische regeneratie om CO₂ bij kamertemperatuur vrij te maken, waardoor de warmte-intensieve desorptie wordt omzeild.
Deze bredere studies onderstrepen een bekende afweging in de ontwikkeling van DAC's: chemische sorbenten die CO₂ sterk binden onder omgevingsomstandigheden vereisen vaak veel energie of complexe processen om het gas vrij te maken, terwijl fysische sorbenten gemakkelijker te regenereren zijn, maar lage temperaturen of een grotere installatie vereisen. De Helsinki TBN-BA-verbinding zoekt een middenweg, een chemische sorbent met een relatief lage desorptietemperatuur, maar de gerapporteerde afname van de levensduur en de huidige noodzaak om een vloeibare formulering om te zetten in een bruikbare vaste sorbent vormen obstakels die het team moet overwinnen om de commerciële haalbaarheid aan te tonen.
De onderzoekers uit Helsinki en hun institutioneel materiaal benadrukken ook de niet-toxiciteit en de lage productiekosten van TBN-BA. Het SuperBase Solutions-initiatief beweert dat de groep vooruitgang heeft geboekt in de richting van industriële productie van superbaseverbindingen, inclusief inspanningen om een geautomatiseerd prototypesysteem te bouwen. Dergelijke productieverbeteringen zouden belangrijk zijn als een op TBN-BA gebaseerd vast sorbent op grote schaal zou worden ingezet, aangezien elke zinvolle bijdrage aan klimaatmitigatie zeer grote hoeveelheden materiaal vereist.
Tijds- en resourcebeperkingen kunnen de voortgang beïnvloeden. De Register meldde dat Eshaghi Gorji tot oktober 2026 met ouderschapsverlof is en dat de overgang naar een pilotfase zal worden voortgezet zodra de teamcapaciteit dit toelaat. De onderzoekers erkennen dat "het ontwikkelen van een commercieel product aanzienlijke tijd, financiering en inspanning vergt" en wilden geen concrete planning geven.
De context van de industrie en het beleid verhoogt de urgentie: The Register constateerde dat de CO₂-uitstoot door fossiele brandstoffen in 2025 een recordhoogte bereikte, een trend die deels werd veroorzaakt door de stijgende vraag naar energie van datacenters en andere energie-intensieve gebruikers. Deze achtergrond verklaart waarom goedkope, energiezuinige materialen voor CO₂-afvang de aandacht trekken; zelfs bescheiden verlagingen van de energie die nodig is om sorbenten te regenereren, of verbeteringen in de levensduur, kunnen een aanzienlijke invloed hebben op de genivelleerde kosten van afvang en de levenscyclusemissies van DAC-installaties.
Momenteel is het Helsinki TBN-BA-resultaat een doorbraak op laboratoriumschaal die een potentieel nuttige optie toevoegt aan het portfolio van DAC-chemie. Volgens de Universiteit van Helsinki zijn de volgende stappen de omzetting naar vaste sorbenten en prestatieproeven in een DAC-pilotopstelling. Of deze demonstraties de resterende lacunes kunnen dichten, de duurzaamheid onder vele vangst-vrijgavecycli kunnen aantonen, de praktische integratie van vaste sorbenten mogelijk maken en de economische haalbaarheid op grote schaal kunnen valideren, zal bepalen of de verbinding zich ontwikkelt van een veelbelovende wetenschappelijke kandidaat tot een industrieel instrument voor klimaatmitigatie.
