23. oktober 2019

Nyt center vil erstatte gas og olie med bæredygtig kemi

Grøn kemi

Den kemiske industri får brug for nye redskaber, når der i de kommende år skal findes en afløser til katalyse lavet på gas og olie. Her kan katalysatorer lavet af såkaldte højentropi-legeringer være vejen til kemi baseret på vedvarende energikilder. Derfor har forskere fra Københavns Universitet fået en bevilling fra Danmarks Grundforskningsfond til en nyt center, der skal undersøge denne nye generation af legeringer.

Mange af de ting, vi omgiver os med i vores hverdag, er baseret på kemi, der kommer fra de fossile kilder gas og olie – det gælder alt fra vaskepulver til telefoner og medicin. Derfor bidrager helt almindelig kemi til CO2-udslippet på samme måde som fx flyturen gør det.

”Det er et problem i dag, at vores brændsler og de kemikalier, som vi bruger til fx at fremstille plastik og medicin, er baseret på olie og gas. Vi skal finde nogle alternative kemiske reaktioner og nye katalysatorer baseret på vedvarende energi, så vi kan sikre den grønne omstilling, og her åbner højentropi-legeringer op for helt nye muligheder for, hvad vi kan gøre,” siger Jan Rossmeisl, der er professor i kemi på Københavns Universitet.

Jan Rossmeisl har sammen med tre andre forskere netop modtaget en bevilling fra Danmarks Grundforskningsfond på 61 millioner til et center, der skal undersøge katalyse på højentropi-legeringer.

Højentropi-legeringer består af fem eller flere forskellige grundstoffer, der er sat sammen på tilfældige måder, og der findes millionvis af kombinationer. Teoretisk er der bevis for, at nogle af disse kombinationer kan have optimale egenskaber som katalysatorer, og forskerne vil nu finde ud af, om det også i praksis kan lade sig gøre at skabe højentropi-legeringer, der kan fungere som effektive katalysatorer.

”Denne komplicerede legering giver helt nye muligheder for at gentænke kemien, fordi der er mange flere mulige overflader, og det er på legeringernes overflader, at katalysen foregår,” fortæller Jan Rossmeisl.

Lovende forskningsområde

Højentropi-legeringerne er et relativt nyt forskningsområde, men med stor international bevågenhed, fordi forskere tror, at denne nye generation af legeringer dels kan gøre eksisterende kemiske processer mere bæredygtige, men også fordi, man kan lave helt nye kemiske reaktioner, som blandt andet vil være anvendelige inden for udviklingen af bæredygtig kemi.

Jan Rossmeisl er særlig forhåbningsfuld omkring, at det nye center over de næste år finder en legering, der evner at sætte kul- og iltholdige molekyler sammen til vigtige og værdifulde kemikalier.

Mange millioner muligheder tager tid

Eftersom højentropi-legeringer består af mange millioner kombinationsmuligheder, er det et tidskrævende arbejde at kortlægge, hvilke af de mulige kombinationer, der har egenskaber, som man kan bruge, og hvordan man kontrollerer dannelsen af netop de kombinationer.

Her bliver centrets arbejde nøgle til mere viden om principperne for en god højentropi-legerings- katalysator.

”Om seks år er sikre på, at vi ved meget mere om højentropi-legeringer, og vi håber, at vi kan foreslå nogle materialer til katalysatorer til bæredygtig kemi, ” siger Jan Rossmeisl.

Centret kommer til at ligge under Kemisk Institut og forskergruppen bag kommer også til at tælle adjunkt Maria Escudero-Escribano, adjunkt Kirsten M. Ø. Jensen, professor Matthias Arenz (Bern Universitet).