På sporet af den næste generation af katalysatorer – Københavns Universitet

Forside > Nyheder > På sporet af den næste...

05. marts 2019

På sporet af den næste generation af katalysatorer

Energi

Sol- og vind-energi skal mangedobles for at løse verdens stigende behov for miljøvenlig energi de næste 30 år. Derfor spiller katalysatorer, som kan sikre lagring af sol- og vind-energi i brændstoffer og kemikalier, en stadig større rolle. Men de katalysatorer, der findes i dag, er tit både dyre og ineffektive. Nu har forskere på Københavns Universitet og DTU udarbejdet en metode, som gør det lettere at finde frem til bedre og billigere katalysatorer. Deres resultater er offentliggjort i fagtidsskriftet ”JOULE”.

Fra venstre professor Jan Rossmeisl  sammen med Ph.d-studerende Jack K. Pedersen og Thomas A.A. Batchelor, som står bag forskningen.

Verdens energi-behov vil i løbet af de næste 30 år stige to til tre gange - i takt med, at verdens befolkning går fra ca. 7,3 milliarder i dag til ca. 9,7 milliarder i 2050, ifølge FN-tal.

Og det er ikke nok at udvide kapaciteten indenfor sol- og vind-energi som afløser for de fossile brændstoffer. Begge kilder er miljømæssigt gode nok, men ustabile i forhold til vind og vejr, når det er vindstille og overskyet.

 I den forbindelse er katalysatorer og elektrolyse kommet mere og mere i spil, som kan sikre stabil energiforsyning. Store dele af den kemiske industri bruger i dag katalysatorer til mange ting. Lige fra omdannelse af skadelige udstødningsgasser fra biler og til brug af kvælstof fra atmosfæren til gødning.

Katalysatorer og elektrolyse: En katalysators rolle er at hjælpe med omdannelsen af kemiske stoffer i en kemisk reaktion, og en effektiv katalysator kan gøre det hurtigt, billigt og effektivt. Elektrolyse er en måde at adskille et stof på ved hjælp af elektricitet.

Leder efter den bedste legering af metaller
"Men der er lang vej endnu, hvad angår katalysatorer, som kan bruges til bl.a. brændselsceller, lagring af sol- og vind-energi og nye miljøvenlige brændstoffer. De katalysatorer, der findes i dag, er ikke gode nok til at sikre en grøn omstilling,” påpeger professor Jan Rossmeisl, Kemisk Institut, på Københavns Universitet.

Han er sammen med de to ph.d.-studerende Jack K. Pedersen og Thomas A.A. Batchelor i gang med at finde ”den berømte nål i høstakken” blandt en ny generation af katalysatorer.

Men det er ingen nem opgave.

"Det er svært at finde den rette legering af metaller til katalysatorer blandt uendelig mange mulige - trods nutidens supercomputere. Det vil tage en levealder at finde frem til de bedste legeringer. Vi bruger de såkaldte højentropi legeringer, der er tilfældige blandinger af mange forskellige elementer, som udgangspunkt, og vi har udarbejdet computermodeller baseret på machine learning. På den måde bliver det lettere at gennemtrawlere myriaderne af kombinationsmulighederne af legeringer og finde frem til dem, som kan løse problemet med at omdanne og lagre sol- og vind-energi på en effektiv måde," understreger professor Jan Rossmeisl fra Kemisk Institut på Københavns Universitet.