Option
Omdanner man CO2 til syntesegas, får man et værdifuldt råstof til den kemiske industri. Forskere ved TU Wien viser, hvordan dette fungerer selv ved stuetemperatur og omgivende tryk.
Enhver, der tænker på CO2, vil sikkert hurtigt tænke på begreber som klimaskadeligt eller affaldsprodukt. Mens CO2 var der længe - et rent affaldsprodukt - udvikles der flere og flere processer, hvormed drivhusgassen kan omdannes til værdifulde råstoffer. Kemien taler så om "værdiskabende kemikalier". Et nyt materiale, der gør dette muligt, blev udviklet på Wiens teknologiske universitet og for nylig præsenteret i tidsskriftet Communications Chemistry.
Dominik Eders forskergruppe udviklede et nyt materiale, der letter omdannelsen af CO2. Disse er MOCHA'er - disse er organometalliske chalcogenolatforbindelser, der tjener som katalysatorer. Resultatet af den elektrokemiske omdannelse er syntesegas, eller forkortet syngas, som er et vigtigt råstof for den kemiske industri.
CO2 bliver til syntesegas
Syngas er en blanding af kulilte (CO), brint (H2) og andre gasser og bruges som råstof til andre stoffer. Et af de vigtigste anvendelsesområder er gødningsproduktion, hvor ammoniak fremstilles af syntesegas. Det kan dog også bruges til produktion af brændstoffer som diesel eller til fremstilling af methanol, som bruges i brændselsceller. Da udvindingen af CO2 fra atmosfæren er ret energikrævende, giver det mening at udvinde CO2 fra industrianlæg. Derfra kan det derfor tjene som udgangsmateriale for forskellige kemikalier.
Imidlertid kræver tidligere metoder høje temperaturer og tryk samt dyre katalysatorer. De wienerforskere søgte derfor efter katalysatorer, som også kan produceres syngas ved lave temperaturer og omgivende tryk. "MOCHA'er virker anderledes end de katalysatorer, der er brugt til dato: I stedet for varme tilføres elektricitet til at aktivere katalysatoren og initiere omdannelsen af CO2 til syntesegas," forklarer Junior Group Leader Dogukan Apaydin, som er ansvarlig for CO2-omdannelsesmetoder i forskergruppen forsker.
MOCHA'er som problemløsere
MOCHA'er udgør en klasse af materialer, der blev udviklet for næsten 20 år siden, men som endnu ikke har fundet nogen anvendelse. De organisk-uorganiske hybridmaterialer har derfor først vundet popularitet i de senere år. TU-forskerne anerkendte potentialet i MOCHA'er som katalysatorer og udførte eksperimenter med dem for første gang. Men de stod over for en række problemer: Tidligere syntesemetoder producerede kun små mængder produkt og krævede meget tid. "Ved at bruge vores syntesemetode var vi i stand til at øge mængden af produkt betydeligt og forkorte varigheden fra 72 til fem timer," forklarer Apaydin den nye fremstillingsproces for MOCHA'er.
De første test viste, at MOCHA'ers katalytiske ydeevne i produktionen af syntesegas fra CO2 er sammenlignelig med de tidligere etablerede katalysatorer. Derudover kræver de meget mindre energi, da hele reaktionen kan udføres ved stuetemperatur. Derudover har MOCHA'er vist sig at være ekstremt stabile. De kan bruges i forskellige opløsningsmidler, ved forskellige temperaturer eller under forskellige pH-forhold og bevarer deres form selv efter katalyse.
Ikke desto mindre er der nogle parametre, som teamet omkring Dogukan Apaydin og den ph.d.-studerende Hannah Rabl stadig forsker i. Brug af de samme elektroder flere gange til at levere energi i form af strøm viser et lille fald i ydeevnen. Hvordan forbindelsen mellem MOCHA'er og elektroder kan forbedres yderligere for at forhindre dette fald i ydeevne, forskes nu i langsigtede eksperimenter. "Vi er stadig på et tidligt stadium af ansøgningen," påpeger Dogukan Apaydin. ”Jeg kan godt lide at sammenligne det med solcelleanlæg, som for 30 år siden var meget mere komplekse og dyrere at producere, end de er i dag. Med den rette infrastruktur og politiske vilje kan MOCHA'er dog også i fremtiden bruges i vid udstrækning i omdannelsen af CO2 til syntesegas og dermed yde deres bidrag til klimabeskyttelsen," er Apaydin sikker.
