07.06.2018
5 min læsetid

Kan brintøkonomien gøre os fri for fossile brændstoffer?

Hvis vi en dag skal være uafhængig af fossile brændstoffer, spiller brint en vigtig rolle, mener DTU-forsker, der arbejder på at lagre og transportere brint som brændstof.

Morten Scriver Andersen

af Morten Scriver Andersen

Godt nok er det verdens mindste molekyle, men det forhindrer det altså ikke i at være nøglen til at løse en af verdens største klimaproblemer.

Hydrogen er med en enkelt proton i atomkernen det letteste grundstof, der findes. Men sætter man to hydrogen molekyler sammen til brint får det den besværlige kombination af egenskaber, at det er brændbart, ikke fossilt og bærer af energi, som kan omdannes til elektricitet i brændselsceller.

De to sidstnævnte egenskaber er skræddersyet til at lade brint erstatte benzin som brændstof i fremtiden, men der ligger nogle store udfordringer der skal løses før det er praktisk muligt. For eksempel er det hverken særlig praktisk eller økonomisk rentabelt at transportere brint i gasform. En anden stor udfordring ligger i at brint er meget brændbart. Det kan afskrække nogle fra at vælge brintbilen. Disse udfordringer arbejder den danske forsker Martin Nielsen fra DTU målrettet på at løse ved at lagre brint som flydende metanol.

”Vi har allerede effektive metoder til at lave brint, det begynder at være meget effektive brændselsceller, men vi har et problem, når det kommer til at transportere det. Når vi lagrer brinten som metanol, så kommer vi ud over det problem, at vi kører rundt i en kørende bombe. For så vil bilerne kun omdanne metanolen til brint, når vi skal bruge det,” siger Martin Nielsen, der forsker i katalyse og bæredygtig kemi ved DTU.

Metanoløkonomien er mulig

Det var den nu afdøde nobelprismodtager George A. Olah, der oprindeligt foreslog, at man kunne transportere brint ved at lade det reagere med kuldioxid (CO2) og opbevare det som flydende metanol (CH3OH). Med en katalyseproces kan man så omdanne metanolen, frigive brinten og herefter omdanne det til elektricitet.

Olah udråbte det metanoløkonomien, som skulle kredse om metanol i stedet for benzin.

Som en del af en forskergruppe ved Leipzig-Institut für Katalyse (Likat) var Martin Nielsen tilbage i 2013 medforfatter på en artikel i det prestigefyldte videnskabelige tidsskrift Nature, der for første gang demonstrerede en teknik, der kunne udføre omdannelsen af metanol ved ned til 60 grader. Det gjorde de med en såkaldt homogen katalyse, hvor det hele er i opløsning modsat heterogen katalyse.

”Inden da var det almen viden, at vi kun kunne lave de her typer kemi ved meget høje temperaturer, ved meget højt tryk og ved brug af heterogene katalysatorer, fordi de homogene katalysatorer simpelthen ikke er stabile nok med de betingelser, der skal bruges,” siger forklarer Martin Nielsen om den 5 år gamle landvinding.

Ifølge Martin Nielsen har opdagelsen medført et mindre boost inden for forskningsområdet på verdensplan. Men det er tid til at tage næste skridt.

”Jeg forsøger at tænke næste generation af det her og bruge nogle skæve, kreative tilgange, der gør, at vi rykker os videre til noget, som vi kan bruge industrielt. Det, vi har nu, er slet ikke effektivt nok til at kunne bruges,” siger han.

Prisen skal ned

Der er stadig lang vej igen, før brintbiler kan blive allemandseje. Martin Nielsen forklarer, at de mest effektive systemer, vi har i dag, ikke kan fungere over længere tid.

”Udfordringen er at finde noget, der både er effektivt og stabilt. Lige i øjeblikket skal vi vælge. Når vi får løst det, skal vi have det ned i en pris, så almindelige danskere rent faktisk har råd til det. Vi bruger i dag meget dyre katalysatorer for at gøre det effektivt,” siger han.

Groft sagt skal Martin Nielsens metanolvæske omdannes til gas i en kontinuerlig proces i en bilmotor. Det betyder, at de skal skabe et system, hvor katalysatoren kan fastgøres, så den ikke forsvinder. Men det er en stor udfordring i sig selv, da den er opløselig med vand og methanol.

”Spørgsmålet er, hvordan vi får lavet det her system, hvor du nærmest får limet katalysatoren fast til et porøst materiale, hvor vi så kører metanol og vand igennem, så det bliver omdannet uden de kommer til at skylde katalysatoren ud?” siger han.

En fremtid uden fossile brændstoffer

Det er ellers ofte elbilen, der bliver nævnt, når vi skal sænke vores forbrug af benzin i forbindelse med transport. Ifølge Martin Nielsen er brint- og elbilen komplementerende løsninger, men brintbilen har den åbenlyse fordel, at den kan køre længere end elbilen, selvom det sidste år lykkedes en Tesla at køre 1.000 kilometer på en opladning.

Lagringen af brint er da også blandt EU's erklærede målsætninger inden for energiområdet, fordi det spiller godt ind i den større dagsorden om en verden uafhængig af fossile brændstoffer.

”I dag har vi en masse gode tilgange med vindmøller og sol, men lige præcis med transport af energi er vi nødt til at finde flere løsninger på at udvikle en bæredygtig fremtid. Vi har selvfølgelig elektricitet, men hvis man sætter sig lidt ind i transport af elektricitet, så ved man også, at det er ineffektivt over lange strækninger. Det at bruge brint kommer til at blive en af de helt store løsninger sammen med brugen af elektricitet og batterier,” forudsiger Martin Nielsen.

Martin Nielsen er optimistisk, når han ser sig omkring. Han mener, at der er flere og flere politiske tiltag på området, mens opmærksomheden stiger. Så er det op til forskningen at følge op.

”Løsningerne ligger derude. Jeg ved også at man i USA bruger enormt mange penge på at løse de her problemer, og vi ser en mindre revolution med batterier i øjeblikket. Så over en bred kam, tror jeg på det, og jeg tror også på brint som en del af løsningen.”