Fly trenger karbonbasert drivstoff i all overskuelig fremtid. Drivstoffet er nødt til å ha høy energitetthet. Ellers blir det simpelthen for tungt å bære på. I hvert fall på lengre turer. Hydrogen og batterier er ikke effektivt nok.

– Men flydrivstoffet trenger ikke å komme fra fossil olje. Vi kan lage det fra fornybare energikilder som biomasse.

Det sier forsker Ask Lysne ved Institutt for kjemisk prosessteknologi på NTNU.

Denne biomassen kan være for eksempel trevirke, slakteavfall eller matavfall fra private husholdninger.

Fordelen med dette drivstoffet er at du kan ta i bruk avfall som likevel ville blitt brutt ned på en avfallsplass eller i naturen. Plantene som biomassen kommer fra, tar også opp i seg CO₂ når de vokser.

En liten andel av flydrivstoffet i verden kommer allerede fra slik biomasse. Men ikke nok. Ennå.

Må fjerne tjæren før du får flydrivstoff

Lysne har forsket på framstilling av drivstoff fra biomasse i forbindelse med doktorgradsarbeidet sitt. Nylig presenterte han flere av resultatene sine i en forskningsartikkel. Han og kollegene kan bidra til å gjøre denne fremstillingen av drivstoffet mer effektiv.

– Når du skal lage flydrivstoff, lar du biomassen reagere med enten vanndamp eller oksygen ved høye temperaturer. Som oftest rundt 700 til 900 °C, forklarer Lysne.

Denne fremgangsmåten bryter ned biomassen til enkle molekyler som hydrogen og karbonmonoksid. Dette er såkalte syntesegasser. De kan du sette sammen igjen til flydrivstoff. Enkelt? Ikke egentlig.

For syntesegassene inneholder som regel også uhumskheter som du slett ikke vil ha med, spesielt tjære. Og denne tjæren vil du absolutt ikke ha med.

– Du kan fjerne tjæren ved å bryte den ned ved høyere temperaturer. Men du kan også bruke en katalysator. Den får fart på nedbrytingen ved mildere betingelser, forklarer Lysne.

Han har forsket på nettopp slike katalysatorer som kan rense gassene. Resultatene hans gjør at disse katalysatorene kan få lengre levetid før de blir ødelagt av karbonforbindelser som dannes i prosessen.

Nye katalysatorer fjerner tjæren

– Jeg jobbet med å utvikle katalysatorer som fjerner tjære fra syntesegass gjennom en prosess kalt dampreformering. Disse nye katalysatorene er basert på nikkel og kobolt, sier Lysne.

Ved hjelp av katalysatoren reagerer tjærestoffene med vanndamp. Da danner også tjæren hydrogen og karbonmonoksid, altså mer av syntesegassene. Du får dermed mindre av tjæren du ikke vil ha og mer av gassene du vil ha.

– Vi fremstiller katalysatorene i laboratoriet. Deretter karakteriserer og tester vi dem i et eksperimentelt oppsett. Der kan vi studere effekter av katalysatorens sammensetning og faktorer som sammensetningen av tjære, temperatur og dampkonsentrasjon, sier Lysne.

Også tidligere katalysatorer har brukt nikkel.

– Men ved å kombinere de aktive metallene nikkel og kobolt kan vi øke katalysatorens levetid sammenlignet med en tradisjonell nikkelkatalysator, sier Lysne.

Dette er fordi kobolt reduserer mengden av ødeleggende karbonforbindelser som danner seg på overflaten av katalysatoren.

Viktig for bruken av biomasse i framtida

– Katalysatoren fjerner effektivt tjærestoffene i syntesegassen og produserer en ren gass klar for videre bruk, sier Lysne.

Forskerne identifiserte kritiske grenser for temperatur og konsentrasjon av tjære. Dette er viktig for katalysatorens ytelse og levetid. Sammensetningen av tjæren er også viktig. Tyngre tjærekomponenter danner sterkt deaktiverende karbonforbindelser i katalysatoren.

Resultatene kan bidra til at vi i fremtiden kan effektivisere fremstillingen av flydrivstoff fra biomasse ved hjelp av katalysatorer.

Referanse:

Ask Lysne mfl.: Effects of Ni-Co Ratio on Deactivation and Coke Formation in Steam Reforming of Hydrocarbon Impurities from Biomass Gasification with Ni-Co/Mg(Al)O Catalysts. Chemical Engineering Transactions, 2022. Doi.org/10.3303/CET2292007

Artikkelen er produsert og finansiert av NTNU

NTNU er én av over 80 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Fikk du med deg disse sakene fra NTNU?

• 

  Slik kan du redusere strømregningen

• 

  1.000 dager med krig i Ukraina – hva nå?

• 

  – Kvinner som har mistet et barn, fortsetter å få reklame og påminnelser om barnet som skulle vært der

• 

  Frivillige bør ikke bli venn med pasienten: – Kan havne i en følelses­messig skvis

• 

  Masterstudent fant klimatall som forskerne trenger

• 

  Neppe flere kriser enn før – men flere kriseoppslag

Les flere saker fra NTNU her.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER