Rice Universitys kolmaterialexpert Matteo Pasquali är tillgänglig för att diskutera sätt att minska koldioxidutsläppen och snabbt minska koldioxidutsläppen i den globala ekonomin.

Istället för att bränna olja och gas, Pasquali säger, kolvätemolekyler kan delas upp i väte och fast kol. Vätgas kan sedan användas som ett rent bränsle som inte producerar koldioxid, medan det fasta kolet kan bli en billig och riklig källa till högpresterande material som används av ett brett spektrum av industrier.

"Varje år, vi drar mer än 10 miljarder ton kol från marken i form av olja, kol och naturgas, sa Pasquali, en kemiingenjör, kemist och materialvetare som leder Carbon Hub. "Denna aktiviteten står för 7% av den globala ekonomin, och vi behöver alla möjliga vätekällor. Vi kan fortsätta att producera dessa kolväten så länge vi inte bränner dem."

Carbon Hub är ett ambitiöst forskningsinitiativ för klimatförändringar baserat på Rice. Det syftar till att använda kolväten som råmaterial för att producera ren väteenergi och fasta kolprodukter som kan användas i stället för material med stora koldioxidavtryck.

I ett opinionspapper publicerat online denna vecka i Proceedings of the National Academy of Sciences , Pasquali och Carl Mesters, pensionerad chefsforskare för kemi och katalys på Shell, diskutera hur man går över från att bränna kolväten till att klyva dem.

Pasquali sa att tekniken redan finns för att både dela kolväten och göra fasta kolmaterial för bred industriantagande. Han har studerat kolnanorör i nästan två decennier och banat väg för metoder för att spinna nanomaterialen till sybara, trådliknande fibrer som leder elektricitet såväl som koppar.

"Kunskapen finns där, ", sa Pasquali. "Vi kan göra nanorörsfibrer och kompositer som överträffar metaller, men vi måste skala tillverkningsprocesser effektivt så att dessa material kan konkurrera med metaller på pris. Om högpresterande kolmaterial fanns tillräckligt för att konkurrera med metaller när det gäller pris, marknadskrafterna skulle ta över och vi skulle kunna eliminera metaller som idag kräver 12 % av vår årliga globala energibudget för att bryta, bearbeta och förfina."

I PNAS-tidningen, Pasquali och Mesters säger att övergången till en värld där kolväten splittras snarare än förbränns "kommer att generera en robust tillväxt i tillverkningsjobb, varav de flesta kommer att stanna på lokal nivå där olja och gas redan är etablerad." De säger att ingen enskild regering eller koalition av regeringar kan åstadkomma övergången. Istället, de argumenterar för företagsledare, filantroper, regeringstjänstemän, forskare och andra har incitament att åstadkomma övergången och bör arbeta tillsammans för att få det att hända.

"Vi är i en position som liknar solenergi för några decennier sedan:vi vet att vi kan leverera prestanda, men tillverkning och skala måste förbättras för att sänka kostnaderna, "Sade Pasquali. "Vi måste komma dit snabbare än solenergin gjorde."

Carbon Hub lanserades i december 2019 med ett åtagande på 10 miljoner dollar från Shell och stöd från Prysmian Group och Mitsubishi Corp. (Americas). Det samarbetar med industripartners för att finansiera och styra grundläggande vetenskap och ingenjörskonst för teknologier som delar kolväten för att göra både ren väteenergi och värdefulla kolmaterial.