Forskere ved Universitetet i Oslo og firmaet Protia har funnet opp en ny metode som gjør det mulig å omdanne naturgass til flytende drivstoff uten CO2-utslipp. Det eneste biproduktet er rent hydrogen. Nå er forskerne i gang med å kommersialisere metoden.

Når råoljen pumpes opp fra havet, følger naturgass med. Det er ikke alltid lønnsomt å transportere gassen til land. Gassen blir ofte brent på stedet. Konsekvensen er betydelige CO2-utslipp.

– Med den nye metoden er det mulig å omdanne naturgass til flytende drivstoff i ett kjemisk steg uten CO2-utslipp, forteller professor Truls Norby ved Senter for materialvitenskap og nanoteknologi (SMN).

Med dagens teknologi er det dessuten både dyrt og forurensende å omdanne naturgass til flytende drivstoff. Det sør-afrikanske selskapet Sasol produserer mesteparten av landets dieselbehov fra naturgass gjennom en tretrinns kjemisk metode som ble utviklet i Tyskland allerede på 1920-tallet.

– Teknologien vår kan fungere i langt mindre skala enn i Sør-Afrika. Den gamle metoden er dyr og lite effektiv. Biproduktene er dessuten enorme CO2-utslipp. Sasol står faktisk for ett av de største punktutslippene av CO2 i verden.

Spesialmembran

Naturgassen bearbeides ved å trekke ut noe av hydrogenet gjennom en membran. En membran er en tynn hinne som bare slipper igjennom bestemte molekyler.

– Det var vanskelig å finne det rette materialet til membranen.

Forskerne landet på et materiale som kalles lantanwolframat. Membranen er noen tusendels millimeter tykk og er pakket rundt en katalysator. En katalysator øker hastigheten på bestemte kjemiske reaksjoner.

Katalysatoren, som består av metallholdige partikler finfordelt i en struktur med veldefinerte hulrom og kanaler, er fremstilt av førsteamanuensis Stian Svelle ved Kjemisk institutt ved Universitetet i Oslo.

Suger ut hydrogenet

Naturgassen kjøres gjennom katalysatoren innenfor membranen. Den kjemiske reaksjonen sørger for at hydrogenmolekyler skilles fra naturgassen. Hydrogenmolekylene splittes opp i protoner og elektroner som passerer membranen hver for seg.

Etter å ha passert membranen, samles protonene og elektronene igjen og blir til hydrogenmolekyler.

Når naturgassen tappes for hydrogen, omdannes naturgassen til lengre karbonkjeder med mindre hydrogeninnhold. Det er smart. Lengre karbonkjeder er tyngre og blir flytende ved romtemperatur. Karbonkjedene kan brukes som ulike komponenter i diesel.

Ved å pumpe vekk hydrogenmolekylene fra den andre siden av membranveggen, vil den kjemiske likevekten sørge for at prosessen holdes i gang.

Hvis man ikke ønsker å ta vare på hydrogenet, kan man trekke ut hydrogenet gjennom membranen ved å bruke helt vanlig oksygen i luft. Da dannes det meget rene avfallsproduktet vann.

For at katalysatoren og membranen skal fungere optimalt, må temperaturen være mellom 600 og 800 grader.

Testproduksjon

Protia har klart å fremstille den første dråpen drivstoff på laboratoriet, og tester nå ut drivstoffproduksjonen i et lite og meget midlertidig pilotskala industrianlegg.

– Målet er å demonstrere konseptet ved å produsere én liter om dagen, forteller Norby.

Før det er mulig å få investorer med på et drivverdig industrianlegg til mellom en og ti milliarder kroner, må Protia demonstrere teknologien i et mellomstort demonstrasjonsanlegg. De håper at anlegget, som skal produsere nesten 1600 liter i døgnet, kan stå klart i slutten av 2012.

Teknologien kan brukes til mer enn å produsere flytende drivstoff. Den er også egnet til å omdanne naturgass til kjemikalier på en mer miljøvennlig måte. Kjemikaliene kan brukes i blant annet plast, isolasjonsmaterialer, emballasje og bildeler.