Strangely behaving CO2 in coal mines

CO2 is a tricky little molecule, Elisa Battistutta discovered during her many experiments in the lab. Put it under a pressure of around 70 bar and a temperature of approximately 45 ºC and it will become supercritical; that is, it will behave like a gas and a liquid at the same time. Modeling its behavior is very difficult at that point, and unfortunately these are exactly the conditions the molecules find themselves in when they are injected hundreds of meters underground in coal seams.

Storing CO2 in coal has been one of the geological CO2 sequestration options under scrutiny these last few years. “Economically, injecting the gas in coal is not so interesting at the moment”, says Battistutta, who will defend her thesis on this subject later this month. “But it could become interesting if developments in technology reduce the costs of separation, transport and injection of CO2.”

One of the main problems is that coal swells when CO2 is injected into it, as this reduces the permeability. Consequently, one can’t inject as much CO2 as one would like. These were the disappointing research results of a pilot project conducted in Poland a few years ago.



In her laboratory, Battistutta tried to figure out exactly what happens when the gas is injected. In her experimental set up, which included a small pressure chamber with a piece of coal inside, she could imitate the circumstances – pressure and temperature – of the underground coal seams.



The curve she obtained, which describes the amount of CO2 adsorbed at rising pressure, bends down from about 70 bar when the CO2 becomes supercritical. “This is an artifact,” Battistutta says. “We calculate the density of the CO2 inside the coal, and for this we assume that the volume of the coal is constant. But it isn’t. We measured the expansion of the coal, but that doesn’t help us either because we don’t know if the pores in the coal are swelling or whether it is something else caused by some kind of reaction of the supercritical CO2 with the coal.



“Ultimately what we want to do is ameliorate the curve and plug it in coal reservoir models of coal seams, so that we can then predict what will happen. Many laboratories around the world are working on this curve.” 

Kun je houden van een nagelknipper? Voor de meeste mensen luidt het antwoord waarschijnlijk ‘nee’. Voor de vrouw die promovenda Beatriz Russo Rodrigues het meest geïnspireerd heeft, zo schrijft ze in haar proefschrift, was het ‘ja’.
Het ding bezorgde de vrouw geregeld bebloede vingertoppen, maar wat vond ze het ontwerp mooi. De nagelknipper ‘Canaglia’ van Stefano Giovannoni lijkt nog het meest op een ijsbeer die met vier boten wijd over het ijs glibbert. Met enige fantasie is de knipper zelf de bek van het beest.
Hoe kan het dat deze dame toch altijd deze knipper verkiest boven een sobere, veilige variant, vroeg Russo Rodrigues zich af. Het antwoord ligt volgens haar in de liefde, die mensen voor producten kunnen voelen. Die maakt dat ze het product door een roze bril bekijken.

Dan kan het om alle mogelijke producten gaan. In de titel van het proefschrift worden er al twee genoemd die Russo Rodrigues gebruikte in haar case studies: ‘Shoes, cars and other love stories. Investigating the experience of love for products’.

De liefdesrelatie die mensen met een product kunnen hebben, lijkt volgens de promovenda op de liefdesrelatie tussen twee mensen. Ook hier is eerst sprake van aantrekkingskracht, dan van leren kennen, dan van uitdiepen en verzorgen, vervolgens van verval en uiteindelijk van beëindiging. De beloningen die mensen krijgen voor het aangaan van een relatie omschrijft Russo Rodrigues als intimiteit, passie en verbondenheid.

Al deze gevoelens kunnen mensen hebben voor producten, betoogt zij. Neem bijvoorbeeld de vrouwen uit haar schoenenstudie. Russo Rodrigues ondervroeg een groep van zestien schoenenliefhebsters tussen de 21 en de 60 jaar over hun meest geliefde paren schoenen. “Deze vrouwen houden echt van hun schoenen en weten als geen ander dat ze de liefde kunnen laten voortduren als ze er goed voor zorgen.” Een paar schoenen dat regelmatig wordt gepoetst en gerepareerd, kan immers heel lang mee.

Dat brengt Russo Rodrigues tot de kern van haar boodschap aan ontwerpers. Ervan uitgaande dat zij willen dat hun ontwerpen zo lang mogelijk meegaan, adviseert de promovenda hen goed te onderzoeken wat de doelgroep wil van een product. Als de ontwerper tegemoet kan komen aan die wensen, dan zal een paar schoenen misschien wel jaren langer meegaan. “Met het oog op duurzaamheid is dat noodzakelijk”, vertelt zij. “We naderen het punt dat de bouwstoffen op zijn.”
Terug naar vroeger dus. “Toen kochten mensen meubelen die generaties lang meegingen. Wat kapot ging, repareerden ze. Nu kopen we gewoon een nieuwe bank.” Het probleem ligt volgens de promovenda deels bij de industrie, die nieuwe spullen wil verkopen. “Ik snap dat ze geld moeten verdienen, maar dat kunnen ze ook met goede dienstverlening, met service op het moment dat er een probleem is met een product.”

Want de problemen komen als in iedere liefdesrelatie altijd. Dat kan de band schaden, maar zeker ook versterken, betoogt Russo Rodrigues. Neem een haperend mobieltje. “Door negatieve ervaringen met een product gaat de gebruiker nadenken over de relatie die hij ermee heeft, en over wat hij van een product verwacht. Dan ziet hij misschien ook weer wat hij er ooit zo goed aan vond.”

Ontwerpers proberen deze negatieve ervaringen volgens de promovenda uit te bannen. “Ze willen dat mensen alleen maar positieve ervaringen hebben. Maar laten we de negatieve niet negeren, accepteer dat ze er zijn. Ik hoop dat mijn onderzoek een eye-opener is voor ontwerpers.” 

Beatriz Russo Rodrigues promoveerde woensdag 8 december op haar proefschrift ‘Shoes, cars and other love stories. Investigating the experience of love for products’.