Dansk nobelprishåb vender hjem fra Stanford
I forskningskredse er han verdensberømt. I offentligheden er han stort set ukendt. Mød kemikeren Jens Nørskov, som er et af vores bedste bud på en dansk nobelpriskandidat.

Jens Nørskov står bag fundamentale fremskridt inden for katalysatorer. Katalysatorer bruges til fremstilling af creme, medicin, plastik, biobrændstoffer, rengøringsmidler og masser af andre produkter fra vores hverdag. (Foto: Carlsbergfondet)

Måske har du aldrig hørt om Jens Kehlet Nørskov. Men blandt videnskabsfolk verden over er den danske kemiker lidt af en berømthed.

Alene sidste år blev hans studier citeret mere end 9.000 gange af andre forskere - et tal, som kan få selv de mest garvede professorer til at måbe beundrende.

Siden 2010 har Nørskov været professor og forskningsleder ved det anerkendte Stanford University i USA. Men snart vender han hjem til Danmark, hvor han skal lede etableringen af et nyt forskningscenter ved Danmarks Tekniske Universitet (DTU) og stå i spidsen for et stort europæisk forskningsinitiativ inden for bæredygtig energiproduktion.

»Jeg glæder mig over mit arbejde hver eneste dag. Det er et fantastisk privilegium at arbejde med unge mennesker og forskning. Det har været utrolig spændende her på Stanford, og det vil det også blive på DTU,« siger kemiprofessor Jens Nørskov til Videnskab.dk.

Mulig nobelpristager

Spørger man kemiker ved Københavns Universitet Jan Rossmeisl, er der ingen tvivl om, at det er en forsker i særklasse, som vender snuden mod DTU i Lyngby.

Blå bog: Jens Kehlet Nørskov

Født 1952. Uddannet i fysik og kemi ved Aarhus Universitet.

Var i perioden 1987-2010 forsker, professor og centerleder ved DTU.

Blev i 2010 hentet til Stanford University, USA, for at etablere og lede et center for katalyseforskning, kaldet SUNCAT Center for Interface Science and Catalysis, ligesom han er professor ved SLAC National Accelerator Laboratory.

Har modtaget flere danske og internationale priser, senest Carlsbergfondets Forskningspris 2015.

»Han er en af de allermest citerede danskere overhovedet, og han er meget kendt inden for flere forskningsområder – både overfladefysik, katalyse og biologisk katalyse. Man kan aldrig vide, hvem der vinder Nobelprisen, men han er helt klart et godt bud på en kandidat,« siger Jan Rossmeisl, som er professor ved Kemisk Institut på Københavns Universitet.

Det amerikanskbaserede analysebureau Clarivate, som hvert år forsøger at forudsige, hvem der vil vinde Nobelpriser, har ligeledes Jens Nørskov på sin liste over topkandidater til at vinde Nobelprisen i kemi.

Ifølge Clarivate er Jens Nørskov kandidat til Nobelprisen, fordi han har begået »fundamentale fremskridt, teoretiske og praktiske, inden for heterogen katalyse på faste overflader.«

Katalyse vedrører dig!

'Heterogen katalyse på faste overflader' lyder måske ikke umiddelbart super ophidsende i alles ører. Men i virkeligheden er der tale om en proces, som indirekte berører vores alle sammens dagligdag, forklarer Jan Rossmeisl.

»Katalyse har indflydelse på os alle. 80 procent af alle de materialer, vi omgiver os med i dagligdagen, har på et tidspunkt set en katalysator. Jens Nørskov har dannet skole for, hvordan man skal forstå katalyse teoretisk, og hans principper bliver brugt til udvikling af katalysatorer i hele verden,« siger Jan Rossmeisl, som selv forsker i teoretisk katalyse.

Katalysatorer bliver for eksempel brugt til fremstilling af vandflasker, medicin, creme, regnjakker, benzin, rengøringsprodukter, biobrændstoffer og masser af andre produkter.

Din krop er fuld af katalysatorer

I 2010 blev Jens Nørskov hentet til Stanford University i USA for at stable en afdeling for katalyseforskning på benene. I dag har afdelingen 140 ansatte, og 65-årige Nørskov forlader den for at starte forfra på ny. (Foto: Bax Lindhardt/DTU)

Grundlæggende set er en katalysator et stof, som har til opgave at få en kemisk reaktion til at foregå. Katalysatoren bliver ikke selv omdannet eller forbrugt under den kemiske reaktion – den er udelukkende ’hjælper’ i et kort øjeblik, mens de forskellige ingredienser reagerer med hinanden.

»Hvis man skal kontrollere en kemisk reaktion, skal man have en katalysator til at hjælpe. Den sørger for, at reaktionen går hurtigt nok. Katalysatoren sørger også for, at man får de produkter, man gerne vil have, og at man undgår produkter, man ikke vil have. I dag er hele den kemiske industri fuldstændig baseret på katalysatorer,« forklarer professor Jens Nørskov, som indtil sommer fortsætter som forskningsleder ved Stanford University.

Han påpeger, at vores egen krop også fuld af katalysatorer. Uden at vi bemærker det, styrer disse katalysatorer alverdens kemiske reaktioner i vores hjerne, muskler, tarmsystem og alle andre organer.

»Alt, hvad vores krop laver, er kontrolleret af katalysatorer. Alle levende mennesker, planter og dyr er kontrolleret af biologiske katalysatorer, som kaldes enzymer,« fortæller Jens Nørskov.

Katalyse er nøglen til grøn omstilling

Jens Nørskovs egen store interesse kredser imidlertid om, hvordan vi kan udvikle katalysatorer, som kan bruges til vedvarende energi. Det er netop også dette mål, han ønsker at arbejde henimod med sit nye arbejde på DTU.

»Vi står i øjeblikket i en situation, hvor vi skal gå fra at være et samfund, som er baseret på fossile brændstoffer, til et samfund, som er baseret på vedvarende energi. Det er nødt til at ske. Alternativet er en fremtid, som virkelig ikke ser særlig spændende ud,« siger Jens Nørskov.

Nøglen til vores omstilling til vedvarende energi er ifølge Jens Nørskov at få udviklet katalysatorer, som kan gøre vedvarende energiformer mere effektive.

En god katalysator kan eksempelvis bane vejen for at kunne lagre vindenergi – sådan at man ikke kun har strøm fra en vindmølle, når det blæser (læs mere her).

Kunstig fotosyntese på vej?

Rundt om i verden arbejder forskere, Jens Nørskov inklusiv, også hårdt på at få udviklet katalysatorer, som gør det muligt lave en kemisk proces – en slags kunstig fotosyntese – som udnytter CO2 til at lave brændstof. På den måde kan man slå to fluer med et smæk for vores planet: Man får hevet CO2 ud af atmosfæren, og samtidig får man produceret en bæredygtig type brændstof.

Særbevilling fra fond

Jens Nørskovs nye arbejde på DTU er muliggjort af en særbevilling – et såkaldt Villum Kann Rasmussen professorat - på 28 millioner kroner fra Villum Fonden.

»Denne type bevilling giver vi sjældent, og kun når muligheden opstår for at få en helt ekstraordinær forsker til et dansk universitet,« siger bestyrelsesformand i Villum Fonden Jens Kann-Rasmussen i en pressemeddelelse.

»Vi er overbeviste om, at Jens kan fortsætte sin excellente forskning og udvikle et blivende forskningsmiljø på DTU, der vil levere resultater i særklasse i lang tid fremover.«

Fonden har hidtil kun givet et andet Villum Kann Rasmussen professorat, som gik til den amerikanske kvante-forsker Charles Marcus på Københavns Universitet.

»Det er det, der virkelig interesserer mig: At finde helt nye processer, som gør, at vi i sidste ende kan erstatte de fossile brændstoffer og blive fri for at have en netto CO2-udledning,« siger Jens Nørskov.

»Tænk, hvis du kunne fylde din bil med brændstof, som var lavet af CO2 og energi fra sol og vind. I stedet for at fylde den med et olieprodukt.«

Hvornår kan jeg det?

»Det er ikke godt at vide. Alle journalister stiller det spørgsmål. Men vi skulle forhåbentlig gerne begynde at se de første tiltag inden for de næste 5-10 år. Men det er kun et håb,« siger Jens Nørskov.

Jens Nørskovs resultater

Jens Nørskov håber og arbejder altså stadig på flere fremskridt og revolutioner inden for produktionen af vedvarende energi – og det fortsætter han med, når han til sommer skal etablere sit nye Center for Katalyseteori på DTU.

Men hvad er det for nogle videnskabelige fremskridt, som allerede har gjort ham til en af Danmarks mest citerede forskere?

Professor Jan Rossmeisl forklarer, at Jens Nørskovs store bedrift er at have frembragt en række teoretiske principper – en form for opskriftsamling – for, hvordan man finder nye katalysatorer. Disse opskrifter kan i princippet bruges af alle. Det gælder for eksempel en kemisk virksomhed, der leder efter katalysatorer til et nyt ukrudtsmiddel. Eller ingeniører, der vil finde katalysatorer til lagring af solenergi eller læger, der vil udvikle ny medicin.

»Forestil dig, at du gerne vil lave et produkt eller et materiale med nogle bestemte egenskaber. Hvordan får du lavet dette materiale? Du kan selvfølgelig lede på må og få og håbe på, at det til sidst lykkes at finde en katalysator, som gør dig i stand til at lave et materiale med de rigtige egenskaber. Men Jens Nørskov har udviklet en metodik for, hvordan man systematisk finder nye katalysatorer. Det er nogle principper, som kort fortalt gør dig i stand til at designe de rigtige materialer,« forklarer Jan Rossmeisl.

Han påpeger, at Jens Nørskov også har været pioner i forhold til brugen af computerteknologi, som kan teste, om en given katalysator vil virke, inden man går ud og tester katalysatoren i laboratoriet.

Hvis vi kan gemme og lagre energi fra vindmøller, har vi også strøm, når det ikke blæser. Nøglen til at kunne gemme vindenergien effektivt er udvikling af nye katalysatorer. (Foto: Shutterstock)

Ukendt i offentligheden

Selvom Jens Nørskov må betegnes som verdensberømt inden for sit forskningsfelt, kan man ikke ligefrem sige, at han er en kendis i den danske offentlighed.

»Han er ikke kendt fra medierne ligesom andre forskere. Men jeg tror heller aldrig, at han har forsøgt på at blive det. Han har bare fokuseret på sin forskning,« siger Jan Rossmeisl.

»Jens Nørskov udmærker sig for sit arbejde med heterogen katalyse, en grundlæggende proces i den kemiske industri. I særdeleshed har Nørskovs arbejde centreret sig om udviklingen af bæredygtige og energieffektive metoder til katalyser, som er miljøvenlige.«

Det amerikanske analysebureau Clarivate i begrundelsen for at Nørskov er på 2017-listen over mulige nobelpriskandidater.

Samme indtryk - at berømmelse ikke har været et mål for Jens Nørskov - får man, hvis man spørger ham, hvad hans vigtigste råd er til unge forskere, som drømmer om at gøre ham kunsten efter og blive en af Danmarks mest citerede forskere:

»Mit råd vil være, at man overhovedet ikke skal spekulere over den slags pjat. Man skal bare forske i det, man selv synes er spændende,« svarer Jens Nørskov.

En inspirerende leder

Jan Rossmeisl kan dog uddybe og give et lidt mere konkret bud på hemmeligheden bag Jens Nørskovs succesfulde forskerkarriere.

»Jeg har selv spekuleret lidt over det. Han er selvfølgelig rigtig dygtig fagligt, og han har dygtige folk omkring sig. Men det kan man jo sige om mange forskere. Det, der gør Jens Nørskov enestående, er hans måde at få folk til at gøre deres allerbedste. Han er en meget inspirerende leder, og han er utrolig dygtig til at skabe en god stemning i en gruppe, så folk føler, at de laver noget rigtig vigtigt,« siger Jan Rossmeisl, som tidligere har arbejdet under Jens Nørskov i 10 år.

Jens Nørskov arbejder fortsat på Stanford University, men vender tilbage til Danmark til sommer. I løbet af sine knap otte år på Stanford har han fået stablet en afdeling for katalyseforskning på benene, som ifølge Nørskov har 140 ansatte i dag. Nu går turen den modsatte vej over Atlanten, og i en alder, hvor mange andre begynder at tænke på pension, skal 65-årige Jens Nørskov endnu engang etablere et nyt forskningscenter.

 »Jeg skal i princippet bare lave det samme på DTU som på Stanford, og jeg fortsætter samarbejdet med Stanford. Det er privilegeret, og jeg glæder mig til det hele,« siger han om sit karriereskift.

Hvad er en god katalysator?

En god katalysator er et kompromis. (Illustration: Shutterstock)

Den franske kemiker og nobelpristager Paul Sabatier (1854-1941) har udviklet et grundlæggende princip for, hvordan man finder en god katalysator til en kemisk reaktion.

Sabatier-princippet siger, at en god katalysator skubber reaktionen i gang ved at binde sig til start-ingredienserne (de stoffer, som skal reagere med hinanden – blandt kemikerne kaldet reaktanterne). Men omvendt skal katalysatoren også hurtigt kunne gøre sig fri af reaktanterne, så den ikke er en del af slutproduktet – altså, det materiale, som man ønsker at skabe med sin kemiske reaktion.

»Sabatier-princippet siger kort fortalt, at man skal vælge en katalysator, som nemt kan binde sig til reaktanterne, men den må ikke binde sig så stærkt, at det er svært at få reaktanterne fri fra katalysatorens overflade. Så den rette katalysator skal hverken binde for stærkt eller for svagt. Man skal finde et kompromis,« forklarer professor Jan Rossmeisl.

Spørgsmålet er så, hvordan en kemiker i praksis finder frem til en katalysator, der hverken binder for stærkt eller for svagt til hendes ingredienser.

»Sabatier-princippet er kun et løst formuleret princip, som man ikke rigtigt kan bruge i praksis. Jens Nørskov har gennem hele sin karriere lavet det om til en rigtig teori, hvor man kan bruge det til at forudsige, hvilke katalysatorer der vil være gode til en given reaktion,« fortæller Jan Rossmeisl.

Som eksempel nævner han, at Jens Nørskov har udviklet den såkaldte D-båndsmodel sammen med professor Bjørk Hammer fra Aarhus Universitet.

Det er en kvantemekanisk model for, hvordan forskellige overflader vil binde sig til forskellige stoffer. Modellen betyder, at man kort fortalt kan beregne, om et givent materiale vil være en god katalysator – og den bliver brugt af forskere verden over.

Kilde: Jan Rossmeisl

Ugens Podcast

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