Vi kan modvirke den globale opvarmning, erstatte fossile brændstoffer samt lagre vind- og solenergi, hvis vi bliver i stand til at fange den udskældte drivhusgas CO2 og forvandle den til et miljøvenligt brændstof.
Derfor har forskere i årtier arbejdet på at udvikle et effektivt ’CO2-til-brændstof-apparat’.
I laboratorierne er det lykkedes at skabe en række materialer, der ved tilførsel af elektricitet kan omdanne CO2 til forskellige brændsler såsom træsprit. Men ingen af forsøgene har været energieffektive nok, så forskerne har måttet sande, at der er lange udsigter til, at deres idéer bliver brugt i praksis.
Nu har en kinesisk forskergruppe imidlertid udviklet et nyt materiale, der kan omdanne kuldioxid til et simpelt, rent brændstof kaldet formiat, der er en salt af myresyre. Opdagelsen bliver omtalt som et gennembrud i udenlandske medier.
Det nye materiale er »det bedste vi har set indtil videre« og »jeg er meget optimistisk«, udtaler postdoc Karthish Manthiram fra California Institute of Technology i USA således til mediet Popular Mechanics.
Herhjemme bliver nyheden dog mødt med skepsis, da myresyre ikke er et særligt effektivt brændstof.
»Jeg synes ikke, at det er noget særligt, for hvem vil køre rundt med myresyre i tanken? Det har et ret lavt energiindhold per kilogram i forhold til for eksempel ethanol,« siger Ib Chorkendorff, der er professor ved Institut for Fysik på Danmarks Tekniske Universitet.
»Et fundamentalt videnskabeligt gennembrud«
Både Karthish Manthiram og Ib Chorkendorff forsker i elektrokemisk omdannelse af CO2 til brændstoffer, men de har ikke været involveret i den nye opdagelse, der er blevet offentliggjort i det prestigefulde tidsskrift Nature.
Det nye materiale består af et tyndt lag kobolt-molekyler, der virker som katalysatorer, hvilket betyder, at de accelererer den kemiske reaktion uden selv at blive en del af det færdige produkt. Når der bliver sat strøm til materialet, sørger materialet kort sagt for, at et brint-atom (H) sætter sig på et kuldioxid-molekyle (CO2) og skaber formiat (CHOO-).
Ifølge de kinesiske forskere fungerer katalysatoren af kobolt mere effektivt, end man har set i tilsvarende forsøg med andre metaller.
»Dette repræsenterer et fundamentalt videnskabeligt gennembrud. Det vil helt sikkert være en årelang proces, før dette bliver indarbejdet i et succesfuldt, kommercielt apparat. Men på dette stadie i udviklingen ser reaktionen meget positiv ud,« siger Karthish Manthiram ifølge Popular Mechanics.
Dansk forsker: Brændstoffet er ikke godt nok
Opdagelsen blev offentliggjort en måned efter, at verdens ledere ved klimatopmødet COP21 i Paris besluttede, at udledningen af kuldioxid skal toppe snarest muligt og derefter reduceres hurtigt. Målet er, at der skal være balance mellem CO2-udslip og CO2-lagring i anden halvdel af det 21. århundrede. Det vil en effektiv CO2-omdanner kunne hjælpe til med ved at opfange CO2 og lagre det i form af flydende brændstof.
»Vi har brug for fundamentale gennembrud af den her slags, hvis vi for alvor skal tackle problemer så store som global opvarmning,« siger Karthish Manthiram til Popular Mechanics.
Da omdannelsen af CO2 kræver strøm, kan det også være en måde at lagre et overskud af vedvarende energi fra vindmøller og solceller. Og da produktet er flydende brændstof, vil det kunne erstatte fossile brændsler i ting, der ikke kan elektrificeres – såsom fly og skibe.
Ib Chorkendorff mener dog ikke, at kineserne har banet vejen for en løsning, da myresyres brændværdi – altså den mængde energi, der frigives ved at forbrænde et kilogram af stoffet - er meget lav. Derfor vil tanke med myresyre blive for tunge til at blive brugt i transportmidler, mener han.
»Det er relevant at kunne omdanne CO2 til brændstof, og det arbejder vi også meget på, men vi vil gerne se et brændstof, der har et betydeligt højere energiindhold end det der,« siger Ib Chorkendorff, der også tvivler på, at kobolt som katalysator vil fungere stabilt nok, hvis man øger koncentrationen af myresyre.
Vi kommer til at vente længe på teknologien
Den danske professor mener, at det er mere interessant, at det i 2014 lykkedes Matthew Kanan fra Stanford University i USA på lignende vis at omdanne kulilte til ethanol, der har en meget højere brændværdi end myresyre. Matthew Kanan drømmer om at tage CO2 fra atmosfæren og omdanne det til kultilte, der så igen kan blive til ethanol.
Det er dog meget besværligt og dyrt at hive CO2 ud af atmosfæren, så i første omgang vil CO2-omdannere blive placeret i kraftværker og i forbindelse med cement- og jernproduktion, hvor CO2-udslippet har en langt højere koncentration.
Men først skal forskerne opfinde nogle effektive apparater, og det ser ud til, at vi må vente mange år endnu. En af de store udfordringer er at minimere det såkaldte overpotentiale – altså hvor meget ekstra energi, der skal til for at drive processen. Og så skal slutproduktet være et bedre brændstof end myresyre, pointerer Ib Chorkendorff.
»Det kommer til at vare et stykke tid. Man kan få noget til at virke i laboratorierne, men det er meget langt fra at kunne produceres. Og fra det øjeblik, hvor man siger, at noget kommer ud fra laboratorierne, så går der måske yderligere 5-10 år, før det virkelig er noget, der vinder frem. Så det har virkelig lange perspektiver, men det er også uhyre vigtigt,« siger Ib Chorkendorff.
