Karbon netral tenaga menjadi gas seperti itu dan bahan bakar karbon negatif dapat diproduksi melalui elektrolisis air untuk menghasilkan hidrogen yang digunakan dalam reaksi Sabatier untuk menghasilkan metana yang kemudian dapat disimpan untuk dibakar kemudian dalam pembangkit listrik sebagai gas alam sintetis, diangkut melalui jalur pipa, truk, atau kapal tanker, atau digunakan dalam proses gas menjadi cairan seperti proses Fischer-Tropsch untuk menghasilkan bahan bakar tradisional untuk transportasi atau pemanasan.[16][17][18]
Pabrik metana sintetis 250 kilowatt telah dibangun di Jerman dan sedang ditingkatkan hingga 10 megawatt.[19]
Produksi
Bahan bakar karbon netral merupakan hidrokarbon sintetis. Bahan bakar tersebut dapat diproduksi dalam reaksi-reaksi kimia antara karbon dioksida, yang dapat ditangkap dari pembangkit listrik atau udara, dan hidrogen, yang dihasilkan melalui elektrolisis air menggunakan energi terbarukan. Bahan bakar ini, sering disebut sebagai bahan bakar elektro, menyimpan energi yang digunakan dalam produksi hidrogen.[20] Batu bara juga dapat digunakan untuk menghasilkan hidrogen, tetapi batu bara bukan merupakan sumber karbon netral. Karbon dioksida dapat ditangkap dan dikubur, menjadi bahan bakar fosil karbon netral, meskipun tidak terbarukan. Penangkapan karbon dari gas buang dapat membuat bahan bakar karbon netral menjadi negatif. Hidrokarbon lain dapat diuraikan untuk menghasilkan hidrogen dan karbon dioksida yang kemudian dapat disimpan, sementara hidrogen digunakan untuk energi atau bahan bakar, yang juga merupakan karbon netral.[21]
Bahan bakar yang paling hemat energi untuk diproduksi adalah gas hidrogen, yang dapat digunakan dalam kendaraan sel bahan bakar hidrogen dan yang memerlukan langkah proses paling sedikit untuk memproduksinya.[22]
Ada beberapa bahan bakar lagi yang dapat dibuat dengan menggunakan hidrogen. Asam format misalnya dapat dibuat dengan mereaksikan hidrogen dengan CO2. Asam format yang dikombinasikan dengan CO2 dapat membentuk isobutanol.[23]
Sejarah
Investigasi bahan bakar netral karbon telah berlangsung selama beberapa dekade. Sebuah laporan tahun 1965 menyarankan sintesis metanol dari karbon dioksida di udara menggunakan tenaga nuklir untuk depot bahan bakar bergerak. Produksi kapal bahan bakar sintetis menggunakan tenaga nuklir dipelajari pada tahun 1977 dan 1995. Sebuah laporan tahun 1984 mempelajari pemulihan karbon dioksida dari pabrik bahan bakar fosil. Sebuah laporan tahun 1995 membandingkan armada kendaraan yang diubah untuk menggunakan metanol netral karbon dengan sintesis bensin lebih lanjut.
^Wang, Wei; Wang, Shengping; Ma, Xinbin; Gong, Jinlong (2011). "Recent advances in catalytic hydrogenation of carbon dioxide". Chemical Society Reviews. 40 (7): 3703–27. CiteSeerX10.1.1.666.7435. doi:10.1039/C1CS15008A. PMID21505692. (Review.)
^MacDowell, Niall; et al. (2010). "An overview of CO2 capture technologies". Energy and Environmental Science. 3 (11): 1645–69. doi:10.1039/C004106H. (Review.)
^Goeppert, Alain; Czaun, Miklos; Prakash, G.K. Surya; Olah, George A. (2012). "Air as the renewable carbon source of the future: an overview of CO2 capture from the atmosphere". Energy and Environmental Science. 5 (7): 7833–53. doi:10.1039/C2EE21586A. (Review.)
^Kothandaraman, Jotheeswari; Goeppert, Alain; Czaun, Miklos; Olah, George A.; Prakash, G. K. Surya (2016-01-27). "Conversion of CO2 from Air into Methanol Using a Polyamine and a Homogeneous Ruthenium Catalyst". Journal of the American Chemical Society. 138 (3): 778–781. doi:10.1021/jacs.5b12354. ISSN0002-7863. PMID26713663.
^Pennline, Henry W.; et al. (2010). "Separation of CO2 from flue gas using electrochemical cells". Fuel. 89 (6): 1307–14. doi:10.1016/j.fuel.2009.11.036.
^Graves, Christopher; Ebbesen, Sune D.; Mogensen, Mogens (2011). "Co-electrolysis of CO2 and H2O in solid oxide cells: Performance and durability". Solid State Ionics. 192 (1): 398–403. doi:10.1016/j.ssi.2010.06.014.
Boisgibault, Louis; Al Kabbani, Fahad (2020). Peralihan Tenaga di Metropolis, Kawasan Luar Bandar dan Gurun "Energy Transition in Metropolises, Rural Areas and Deserts". Wiley. ISBN9781786304995.
McDonald, Thomas M.; Lee, Woo Ram; Mason, Jarad A.; Wiers, Brian M.; Hong, Chang Seop; Long, Jeffrey R. (2012). "Capture of Carbon Dioxide from Air and Flue Gas in the Alkylamine-Appended Metal–Organic Framework mmen-Mg2(dobpdc)". Journal of the American Chemical Society. 134 (16): 7056–65. doi:10.1021/ja300034j. PMID22475173. — has 10 citing articles as of September 2012, many of which discuss efficiency and cost of air and flue recovery.
Kulkarni, Ambarish R.; Sholl, David S. (2012). "Analysis of Equilibrium-Based TSA Processes for Direct Capture of CO2 from Air". Industrial and Engineering Chemistry Research. 51 (25): 8631–45. doi:10.1021/ie300691c. — claims USD $100/ton CO2 extraction from air, not counting capital expenses.