Sam Spence, masterstudent Aardwetenschappen aan de Universiteit van Amsterdam en stagiair bij Climate Cleanup, onderzoekt een mogelijke nieuwe route voor het verwijderen van koolstofdioxide: gecarboniseerde olivijn.
Het onderzoek gaat na of een speciaal bewerkte vorm van olivijn mineraalgebaseerde alkaliniteitsverhoging van de oceaan kan ondersteunen. Dat vergroot het vermogen van de oceaan om CO₂ op te nemen en helpt tegelijk de verzuring van de oceaan tegen te gaan.
De proef op de som
Sams laboratoriumwerk test of dit materiaal kan helpen bij het kweken van diatomeeën: microscopisch kleine algen die een belangrijke rol spelen in de biologische koolstofcyclus van de oceaan. Diatomeeën bouwen hun glasachtige schalen op uit silica, dat gecarboniseerde olivijn vrijgeeft als het oplost. Het team vergelijkt de groei van diatomeeën met gecarboniseerde olivijn met groei op andere silicagrondstoffen.
Diatomeeën zijn bijzonder interessant vanwege hun rol in de biologische koolstofpomp van de oceaan. Ze zijn goed voor een aanzienlijk deel van de wereldwijde primaire productie (ongeveer 20%) en spelen een belangrijke rol bij biologische koolstofvastlegging.
Sam en het team hebben een proof of concept bereikt: diatomeeën kunnen groeien met gecarboniseerde olivijn van Green Minerals als bron van silica en carbonaat. Nu onderzoeken zij hoeveel koolstof dit kan vastleggen en wat de ecologische effecten kunnen zijn.
Twee koolstofkringlopen samenbrengen
Voor Sam zit de aantrekkingskracht van het onderzoek in het samenbrengen van twee krachtige natuurlijke koolstofkringlopen. Diatomeeën en ander fytoplankton helpen koolstof uit de atmosfeer naar de oceaan te brengen. Versnelde verwering versnelt ondertussen een geologisch proces waarbij gesteenten reageren met CO₂ en water, waardoor koolstof uiteindelijk in stabielere vormen wordt opgeslagen. Sam zegt het zo:
“Ik denk hier al een paar jaar over na. Als ik aan het verwijderen van koolstofdioxide denk, kom ik steeds terug bij deze twee van de belangrijkste processen.”
Dat maakt de aanpak voor hem zo interessant: het onderzoek probeert geen volledig nieuwe manier te verzinnen om koolstof te verwijderen. Het vraagt of deze bestaande processen kunnen worden ondersteund en versneld.
“Ik wilde hier altijd aan werken, omdat ik denk dat het enorm schaalbaar kan zijn. Ik ben heel blij dat ik het eindelijk mag onderzoeken.”
Waarom ruwe olivijn tekortschiet
Ruwe olivijn trekt al lang aandacht voor het verwijderen van koolstof. Maar in zeewater lost het langzaam op, zinkt het snel door zijn dichtheid en kan het nikkel bevatten in hoeveelheden die zorgvuldige afweging vragen.
Green Minerals heeft een reactorproces ontwikkeld dat olivijn behandelt onder hoge druk en temperatuur. Het fijne eindmateriaal bevat amorfe silica en magnesiumcarbonaat. Volgens Sam lost dit gecarboniseerde materiaal sneller op, drijft het in plaats van direct te zinken en bevat het minder nikkel. Onderzoek wijst er ook op dat nikkel makkelijker uit gecarboniseerde olivijn te winnen is dan uit ruwe olivijn. Meer onderzoek is wel nodig om het gehalte aan sporenmetalen en de mogelijke ecologische effecten van het materiaal te begrijpen.
Van proof of concept naar het veld
De toepassingen kunnen verder reiken dan het verwijderen van koolstof uit de atmosfeer. Het ondersteunen van diatomeeëngroei kan ook relevant zijn voor de productie van biodiesel, aquacultuur en mogelijk het beheersen van schadelijke algenbloei in meren en kustwateren. Voor die mogelijkheden is wel apart verder onderzoek nodig.
Op de langere termijn wil het onderzoek een schaalbare route ontwikkelen voor het verwijderen van koolstofdioxide. De volgende onderzoeksfase gaat het laboratorium voorbij naar mesocosms (grote, afgesloten proefbassins) en mogelijk naar afgebakende veldproeven. Het team zoekt op dit moment financiering om het werk voort te zetten. Wilt u dit onderzoek financieren? Neem dan contact op met Sam via sam@climatecleanup.org.
Het onderzoek staat nog in een vroeg stadium, maar roept een prikkelende vraag op: kan een zorgvuldig bewerkt mineraal de mariene biologie ondersteunen en tegelijk op grote schaal bijdragen aan het verwijderen van koolstof?