Ny teknik laver CO2 om til klimavenligt brændstof
Danske forskere har udviklet den hidtil mest effektive teknik til at omdanne CO2 til træsprit. Træsprit kan bruges som energi til brændselsceller eller til lagring af elektrisk strøm.

CO2 (kuldioxid) bliver typisk lukket ud i atmosfæren, når vi afbrænder fossile brændstoffer som olie, kul og naturgasser. Forskere har opfundet en ny teknik til at lave det udskældte stof CO2 om til træsprit (metanol). (Foto: Shutterstock)

CO2 (kuldioxid) bliver typisk lukket ud i atmosfæren, når vi afbrænder fossile brændstoffer som olie, kul og naturgasser. Forskere har opfundet en ny teknik til at lave det udskældte stof CO2 om til træsprit (metanol). (Foto: Shutterstock)

Du har med garanti hørt det før: Vi udleder for meget CO2 i atmosfæren, og det går ud over klimaet på vores planet.

Men hvad nu, hvis man kunne bruge den udskældte CO2 til noget nyttigt?

I et nyt forskningsprojekt med danske fingeraftryk har forskerne netop udviklet en helt ny måde at lave CO2 om til træsprit (metanol) – et stof, der blandt andet kan bruges som klimavenligt brændstof.

»Metanol kan for eksempel bruges som brændstof i brændselsceller og som alternativ til benzinen i vores biler. Det er simpelthen et helt fundamentalt og brugbart kemikalie, som vi kan danne ud fra CO2,« siger Ib Chorkendorff, som er professor ved Institut for Fysik på Danmarks Tekniske Universitet (DTU).

Han er en af forskerne bag opfindelsen af den nye måde at gøre brug af ’affaldsstoffet’ CO2.

Det er 'state of the art'

Det, som forskerne har opfundet, er en såkaldt katalysator, der sørger for, at CO2 slår sig sammen med stoffet brint (hydrogen) og bliver til metanol.

Fakta

En katalysator er et stof, som har til opgave at få en kemisk reaktion til at foregå hurtigere.

Katalysatoren bliver ikke selv omdannet eller forbrugt under den kemiske reaktion – den er udelukkende medspiller i et kort øjeblik, mens de forskellige stoffer reagerer med hinanden.

Katalysatorer bruges i næsten al kemisk industriproduktion, men de findes også i naturen – inden i vores egen krop fungerer enzymer eksempelvis som katalysatorer på biokemiske reaktioner.

Et kendt eksempel på en katalysator er den, som sidder i bilers udstødning for at nedsætte luftforureningen.

I en ny undersøgelse publiceret i Nature Chemistry har forskere fra Danmarks Tekniske Universitet og det amerikanske Stanford University udviklet en katalysator, som kan bruges, når CO2 og brint skal omdannes til træsprit (metanol).

En katalysator er et stof, som sætter gang i en kemisk reaktion, men når reaktionen er overstået, er katalysatoren ikke en del af det færdige produkt – i dette tilfælde er det færdige produkt metanolen.

»Det, som de har gjort er, at opfinde en helt ny type katalysator, der kan få CO2 omdannet til metanol. De har virkelig opnået ’state of the art’ – det er den hidtil mest effektive katalysator til at gøre det,« siger Troels Skrydstrup, som er professor ved Institut for Kemi på Aarhus Universitet.

Han har ikke været med til at udvikle den nye katalysator, men han forsker selv inden for samme felt.

Stor forskel fra andre katalysatorer

Den nyudviklede katalysator består af stofferne gallium og nikkel, og den adskiller sig væsentligt fra de gængse katalysatorer, som omdanner CO2 og brint til metanol.

»I industrien har man i de sidste 60 år brugt katalysatorer, som baserer sig på kobber, zink og aluminium. De her katalysatorer er hele tiden blevet forbedret, men problemet er generelt, at processen er nødt til at køre ved meget højt tryk. Derfor ville vi gerne finde frem til en helt ny type katalysator, som kunne køre ved lavere tryk,« forklarer Ib Chorkendorff.

Han forklarer, at fordelen ved at kunne producere metanol ved lavere tryk er, at processen kræver mindre energi og dermed bliver billigere og nemmere.

Illustrationen viser, hvordan CO2 laves om til træsprit i den nye undersøgelse. I første trin bliver CO2 og Hydrogen blandet. I næste trin sørger katalysatoren for, at stofferne reagerer med hinanden og danner metanol - som vist i trin tre. (Illustration: Anne Hansen /DTU)

Det vil dog altid kræve en vis mængde energi at omdanne CO2 til metanol, men ideen er ifølge Ib Chorkendorff, at energien skal komme fra vindmøller eller solceller – og på den måde kan produktionen af metanol komme til at tjene som en måde at lagre den klimavenlige energi.

Metanol kan lagre klimavenlig energi

Et af problemerne med strømmen fra sol og vind er nemlig, at den er svær at opbevare. Hvis det blæser meget kan en vindmølle for eksempel skabe en masse strøm, men strømmen kan gå til spilde, hvis ikke den kan lagres og gemmes til dage med vindstille vejr.

»Vi skal arbejde os hen imod et samfund, som ikke er afhængigt af fossile brændstoffer. Engang i fremtiden, når vi har masser af strøm fra solceller og vindmøller, så vil vi i høj grad få brug for en effektiv måde at kunne lagre elektriciteten – sådan at vi for eksempel ikke kun har strøm, når det blæser,« forklarer professor Ib Chorkendorff.

Han påpeger, at produktionen af metanol netop vil kunne være en effektiv måde at lagre den klimavenlige energi. Den overskydende elektricitet fra sol og vind skal med andre ord omdannes til brændstoffet metanol.

»Vi skal ikke oversælge vores teknologi – det er ikke løsningen på fremtidens energiproblemer, men det er en byggesten i forhold til at kunne lagre energi på en fornuftig måde,« påpeger Ib Chorkendorff.

Metanol bruges til maling og lim

Allerede i dag bliver der ifølge det amerikanske Stanford University produceret omkring 65 millioner tons metanol om året på verdensplan.

CO2, som udledes i atmosfæren fra fabrikker, kraftværker, biler og meget andet, kan ved hjælp en den nyudviklede katalysator lave en kemisk reaktion med Hydrogen og danne stoffet metanol (træsprit). (Illustration: Ib Chorkendorff)

Frem for at blive brugt til lagring af sol- og vindenergi bliver metanolen dog typisk brugt til at lave maling, lim, brændstof og lignende.

De store industri-anlæg producerer typisk metanol på den måde, at de først omdanner naturgas og vand til en gas, som kaldes syntesegas (syngas) - og som består af CO2, CO (kulilte) og brint.

Herefter bliver syntesegassen under et højt tryk lavet om til metanol med hjælp fra de gængse katalysatorer (katalysatorer af kobber, zink og aluminium).

»Et af de problemer, industrien har, er, at denne proces også producerer kulilte. Det er et produkt, man helst vil undgå for at få så meget metanol som muligt. Her har vores katalysator en fordel, fordi den giver færre biprodukter – altså mindre kulilte - end de konventionelle katalysatorer,« siger Ib Chorkendorff.

Lange udsigter før CO2 omdannes effektivt

Troels Skrydstrup fra Aarhus Universitet er enig.

»Det er vigtigt at finde en katalysator med så lidt kuliltedannelse som muligt. Her har de faktisk fundet en katalysator, som sørger for, at der bliver dannet mindre kulilte, end hvad man før har kunnet.«

»Men der sker stadig en stor produktion af kulilte, så der er lang vej endnu før man har en rigtig god teknik,« siger Troels Skrydstrup.

Både Troels Skrydstrup og Ib Chorkendorff påpeger da også, det har længere udsigter, før metanol for alvor kan udfordre og erstatte de fossile brændstoffer – og komme klimaet på planeten til undsætning.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.