Vi kan motvirke den globale oppvarmingen, erstatte fossile drivstoff samt lagre vind- og solenergi hvis vi kan gjøre den utskjelte drivhusgassen CO₂ til et miljøvennlig drivstoff.

Forskere har lenge arbeidet med dette. Men ingen har greid det ordentlig.

Nå har en kinesisk forskergruppe utviklet et nytt materiale som kan gjøre karbondioksid om til et enkelt, rent drivstoff som kalles formiat, som er et salt av maursyre.

Det nye materialet er «det beste vi har sett så langt», uttaler postdoktor Karthish Manthiram fra California Institute of Technology i USA til Popular Mechanics.

– Jeg er veldig optimistisk, sier han.

Blant danske forskere blir nyheten møtt med mer skepsis, siden maursyre ikke er et spesielt effektivt drivstoff.

• Les også: Karbonfangst er kommet for å bli

– Jeg synes ikke det er spesielt lovende, for hvem vil kjøre rundt med maursyre på tanken? Det har et ganske lavt energiinnhold per kilo i forhold til for eksempel etanol, sier Ib Chorkendorff, som er professor ved institutt for fysikk ved Danmarks Tekniske Universitet.

– Et vitenskapelig gjennombrudd

Både Karthish Manthiram og Ib Chorkendorff forsker på elektrokjemisk konvertering av CO₂ til drivstoff, men de har ikke vært med på den nye studien, som er publisert i tidsskriftet Nature.

Det nye materialet består av et tynt lag koboltmolekyler som virker som en katalysator, noe som betyr at de akselererer den kjemiske reaksjonen uten selv å bli brukt opp. Når man skrur på strømmen, sørger materialet for at et hydrogenatom (H) setter seg på et karbondioksidmolekyl (CO₂) og skaper formiat (CHOO-).

Ifølge de kinesiske forskerne fungerer katalysatoren av kobolt mer effektivt enn tilsvarende forsøk med andre metaller.

– Dette representerer et fundamentalt vitenskapelig gjennombrudd. Det vil helt sikkert være en årelang prosess før det blir tatt i bruk i praksis. Men reaksjonen ser veldig positiv ut, sier Karthish Manthiram ifølge Popular Mechanics.

Ikke godt nok

Oppdagelsen ble offentliggjort en måned etter at verdens ledere ved klimatoppmøtet COP21 i Paris bestemte at utslippene av karbondioksid skal være på topp snarest mulig, og deretter reduseres raskt. Målet er balanse mellom CO₂-utslipp og CO₂-lagring i andre halvpart av århundret. Den nye teknologien ville være en god hjelp.

– Vi trenger grunnleggende gjennombrudd hvis vi skal takle den global oppvarmingen, sier Karthish Manthiram til Popular Mechanics.

• Les også: Liten tro på karbonfangst

Siden konverteringen av CO₂ krever strøm, kan det også være en måte å lagre et overskudd av fornybar energi fra vindmøller og solceller. Og siden produktet er flytende drivstoff, vil det kunne erstatte fossile brensel i fly og skip.

Ib Chorkendorff påpeker at maursyres brennverdi – altså den mengden energi som frigis ved å forbrenne et kilo av stoffet – er veldig lav. Derfor vil tanker med maursyre bli for tunge for å brukes av kjøretøy, mener han.

– Det er relevant å kunne konvertere CO₂ til drivstoff, og det arbeider vi også med, men vi trenger et drivstoff med mye høyere energiinnhold, sier Chorkendorff, som også tviler på at kobolt vil være stabilt nok hvis man øker konsentrasjonen av maursyre.

Må vente lenge på teknologien

Den danske professoren mener det er mer interessant at Matthew Kanan fra Stanford University i USA har klart å gjøre kullos (CO) om til etanol, som har en mye høyere brennverdi. Kanan drømmer om å ta CO₂ fra atmosfæren og konvertere det til etanol.

I første omgang vil CO₂-omdannere snarere bli plassert i for eksempel kraftverk der CO₂-finnes i høyere konsentrasjoner.

• Les også: Leire kan brukes i karbonfangst

Men først må forskerne finne opp mer effektive apparater, og det ser ut til at vi må vente i mange år på det. En av de store utfordringene er å redusere mengden energi som går til spille i prosessen. Og så må sluttproduktet være et bedre drivstoff enn maursyre, poengterer Chorkendorff.

– Det kommer til å vare en stund. Man kan få noe til å virke i laboratoriene, men det er et langt stykke fram til å drive produksjon i praksis. Og fra det øyeblikket vi sier at noe kommer ut fra laboratoriene, så går det kanskje ytterligere fem til ti år før det virkelig er noe som vinner frem. Likevel er det uhyre viktig, sier Chorkendorff.

Referanse:

Shan Gao m.fl: Partially oxidized atomic cobalt layers for carbon dioxide electroreduction to liquid fuel. Nature, januar 2016. doi:10.1038/nature16455. Sammendrag.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.