Du har ingen artikler på din læseliste

Hvis du ser en artikel, du gerne vil læse lidt senere, kan du klikke på dette ikon

Så bliver artiklen føjet til din læseliste, som du altid kan finde her, så du kan læse videre hvor du vil og når du vil.

Læs nu
Du har ingen artikler på din læseliste

Næste:
Næste:
Hvad er dette?
Annoncørbetalt indhold

I Eindhoven bygger de sole og laver vand til ‘benzin’


2. maj 2019

Verden har akut brug for bæredygtige brændstoffer, og det rykker man på i Holland. Her har forskere fundet ud af at lave vanddamp om til brændstof - helt uden at udlede CO2. Det er et lille men vigtigt skridt mod en bæredygtig fremtid uden fossile brændstoffer.




I et laboratorium i Eindhoven har de kog i forskning, der leder tankerne hen på en berømt bryllupsfest, der løb af stablen for et par tusind år siden. Den fest hvor de våde varer slap op, før folk var klar til at gå hjem. Og hvor en innovativ herre derfor fyldte seks store 100 liters-kar med vand, som dernæst blev forvandlet til vin.

Når det kommer til verdens årelange overforbrug af jordens naturressourcer, er forbrugsfesten også ved at være slut. Bufféten med fossile brændstoffer ser fattigere ud end nogensinde før. Og her kan det igen blive vand, der forlænger festen.

På det hollandske institut for energiforskning, DIFFER, har en gruppe forskere nemlig udviklet en særlig enhed, der med hjælp fra sollys kan omdanne vand fra luftfugtighed til bæredygtigt brændstof. Og det er bare ét blandt flere af instituttets frontløber-projekter, der skal bringe os tættere på en mere bæredygtig fremtid.

Navnet på instituttet står måske nok for det knapt så mundrette ‘Dutch Institute For Fundamental Energy Research’ - og ja, de forsker i energi. Men i virkeligheden er forkortelsen, der på engelsk henviser til noget, der afviger og adskiller sig fra noget andet ganske sigende for, hvad der foregår i laboratorierne på DIFFER.

Her forsker man i alternativer til nuværende energiformer, så vedvarende energi i fremtiden kan blive verdens foretrukne. Og på et tidspunkt hvor efterspørgslen efter brændstoffer stiger hastigt i takt med den globale befolkningstilvækst, kalder det mere end nogensinde før på et »paradigmeskifte«, lyder det fra seniorforsker Mihalis Tsampas, der har arbejdet på instituttet siden 2014.

»Det globale klima ændrer sig voldsomt i disse år, og det skyldes i høj grad de drivhusgasser, der udledes hver gang, vi afbrænder fossile brændstoffer som olie, kul og naturgas. Derfor forsker vi på DIFFER i nye effektive løsninger, der kan accelerere overgangen til vedvarende energi«, siger han.


At nørde sig til nytænkning

Det var da også under devisen ‘forskning for fremtid’, at DIFFER-instituttet i 2012 blev stiftet i byen Nieuwegein i Holland. Siden slutningerne af 50’erne havde energiforskningen ellers ligget under instituttet for plasmafysik. Men med et nationalt fokus på udviklingen af grøn energi, var det tid til at klippe navlestrengen.

Syv år senere er DIFFER flyttet til Eindhoven i det sydlige Holland. Her arbejder 230 forskere fra hele verden i landets første BREEAM-certificerede bygning, hvor vinduerne er lavet af tredobbelt isolerende glas, og al belysning stammer fra LED-pærer som bliver fodret af taget, der er fyldt med 900 solpaneler.

DIFFER-bygningen er lidt af en bæredygtig borg, hvor 15 forskellige forskningshold, bestående af fysikere, kemikere og ingeniører fra hele verden, i fællesskab nørder nytænkning. Det kræver nemlig tværfaglighed at finde nye løsninger, forklarer Mihalis Tsampas, der selv er kommet til Holland fra Grækenland.

Med den teknologi, der eksisterer i dag, findes der nemlig »ingen perfekte løsninger«, siger han og forklarer, at der i mange produktioner af vedvarende energi fortsat udledes store mængder af den CO2, der som bekendt ikke er klimaets bonkammerat. På DIFFER forsøger de i stedet at udvikle energikilder, der ikke bare er vedvarende, men også CO2-neutrale.

Denne dobbelte udfordring prøver DIFFER-forskerne at løse inden for to af den vedvarende energis kerneområder. Der er derfor grupper, der forsker i, hvordan man kan skabe en uudtømmelig og sikker form for energi ved at få atomer til at fusionere. Og så er der grupper, som den Mihalis Tsampas leder, der forsker i at bruge solenergi til at producere brint, der samtidig kan være med til at opbevare den vedvarende energi.


Efteraber solen

En af de helt store udfordringer, når det kommer til overgangen fra fossile brændstoffer til vedvarende energi, er blandt andet at sikre en teknologi, der - på relativt kompakte kraftværker - kan producere store mængder ren, bæredygtig og pålidelig energi. I DIFFER arbejder man på at skabe fusionsenergi uden at udlede drivhusgasser med Solen som inspiration.

Spørger man Solen, hvorfra den får sin energi, ligger svaret nemlig i de fusioner, der sker inde i dens kerne. Her frigives energien, når brintatomer under høje temperaturer producerer helium. Og det er en fusion, forskere på DIFFER forsøger at imitere, så vi i fremtiden kan få glæde af vores nærmeste stjernes energi-trick nummer 1 her på Jorden.


Bæredygtig brintmanual

Det er ikke kun udviklingen af en forloren sol, forskerne på DIFFER knokler med. De bruger også strålerne fra den rigtige til at lave brændsel. Mihalis Tsampas leder således et projekt, der, i samarbejde med Toyota, forsøger at bruge solenergi til at omdanne vand til bil-brændsel.

Og nej, det betyder desværre ikke, at man i fremtiden kan tanke sin bil med en vandkande. Vand, H2O, kan aldrig blive et brændstof. Men det kan brinten - altså H’et, forklarer Mihalis Tsampas.

»Helt konkret har vi bygget en enhed, der er i stand til at absorbere vand fra fugtig luft. Og dernæst bruger vi solenergi til først at spalte vandmolekylet til brint og ilt for dernæst at lagre brinten«, siger han og forklarer, at brugen af brint som brændstof først for alvor vil have en miljømæssig indflydelse, hvis brinten produceres ved hjælp af vedvarende energikilder.

I Danmark bliver den brint, der anvendes i brintbiler, produceret ved brug af vindmøllestrøm. Men flere steder bruger man naturgas til at spalte et vandmolekyle for at få brint. Og det er en proces, der udleder en del CO2 og derfor sætter et stort aftryk på det globale klima, siger Mihalis Tsampas og forklarer, at når man bruger vedvarende energikilder, som solenergi, til at spalte ilt fra brint, ja, så udleder man kun ilt.

I dag er transportsektoren én af de helt store klimasyndere. Så hvis vi skal nå målsætningen i Paris-aftalen om at holde den globale opvarmning under 2 grader, så kræver det, at der kommer langt flere klimavenlige biler på vejene verden over.

Og selvom det ikke er første gang, man har produceret brint gennem den noget nørdede fotoelektrokemiske teknologi, så adskiller DIFFERs projekt sig fra tidligere forskning på et afgørende område, så det potentielt kan have en større og verdensomspændende impact, fortæller Mihalis Tsampas.

»Typisk har man forsøgt at simulere forholdene i lande som Holland og Belgien, hvor der er en relativ luftfugtighed på 60 procent, når det ikke regner. Men vi har forsøgt at gøre den her elektrokemiske enhed så simpel, at den kan bruges i så mange geografiske områder som muligt. Og det viser sig, at der selv i ørkenen er vand nok i luften til at producere brint«, siger han.


Luftforskning med perspektiver

Når DIFFER ikke udvinder brint fra ganske almindeligt flydende vand, men fra fugtig luft, så skyldes det ikke kun, at enheden dermed ikke kun ville kunne bruges i områder med særligt meget vand. Det er samtidig med til at forkorte processen fra vand til brændstof, forklarer Mihalis Tsampas.

»Normalt er man nødt til at rense vandet, før man begynder at spalte molekylerne. Det slipper man for, når man henter det fra fra luften. Hvis man først skal pumpe vandet op, dernæst rense det for urenheder, for så at lave elektricitet, så begynder det først at være kompliceret, dyrt og tidskrævende«.

På DIFFER forsøger de på den måde at få mere gavn af stoffer som CO2, nitrogen og vand, der allerede er tilgængelige i vores atmosfære, og som i sig selv har en ganske lille værdi som energikilde. Og indtil videre har forskningsgruppen, med den fugtige luft, været i stand til at producere 70 procent af den ydeevne en lignende enhed med flydende vand kan producere.

Forskningen er dog stadigvæk i sit fosterstadie, fortæller Mihalis Tsampas. For nok har de fået teknologien til at fungere i laboratoriet. Men det er ikke ensbetydende med, at den gør det, hvis den skaleres op.

»De fotoelektrokemiske celler, vi anvender til produktionen af brint, er ikke større end en kvadratcentimeter. Så næste skridt bliver at finde det materiale, der kan øge både vandindtag og mængden af sollys, så det også kan bruges på en større skala«, siger han og fortæller, at teknologien derfor langt fra er klar til at kunne bruges i huse og på fabrikker.

»Vi starter med en kilowatt, og opskaleringen vil derfra gå op til en megawatt, så en gigawatt og til sidst en terawatt. Hver gang går man tusinde gange op. Og det kræver en terawatt at dække hele jordens energibehov«.

Fra hvalolie til vedvarende energi

Det fuldt ud bæredygtige samfund er måske ikke rundt om det nærmeste hjørne. Men overgangen til nye former for energi ligger derude - selv når vi ikke kan forestille os alternativerne, siger Mihalis Tsampas.

»Jeg tror ikke rigtigt, det er gået op for folk, hvor stort et problem vi står med, når det kommer til det globale klima. Men historien har gang på gang vist, at det er muligt at ændre folks forståelse og brug af energiformer«, siger han og henviser til, at man engang brugte det tykke spæk i kaskelothvalens næse til olie i alt fra lamper og varmefyr til transmissionsvæske, tøjproduktion og kosmetik.

I 1612 beskrev Hollands første hvalfanger, Willem Cornelisz van Muyden, således hvordan Barentshavet i Svalbard var så fuld af hvaler, at skibets forstavn måtte pløje sig gennem massen, som var den pakis. Men mod slutningen af det 18. århundrede var der stort set ikke nogen hvaler tilbage. Og i dag er det »vanvittigt at tænke på, at man næsten udryddede hvaler for at få adgang til olie«, siger Mihalis Tsampas og tilføjer:

»Det har altid fascineret mig, hvordan vores samfund ændrer sig med overgangen fra én energiform til en anden. Den bæredygtige fremtid ligger derude, men det kræver forskning at facilitere overgangen«.


Sci-fi-teknologi tager tid

På DIFFER forsker de derfor ikke med en forventning om, at der ligger en løsning klar fra det ene år til det andet. Det handler om at have fuldstændig styr på den fundamentale teknologi, før løsningerne finder vej ud i samfundet, siger Mihalis Tsampas.

Men derfor kan det selvfølgelig godt til tider være frustrerende at rode med teknologi, der først for alvor bliver forløst ude i fremtiden.

»Der er ingen tvivl om, at brugen af solenergi til at lave brændsel til biler er fremtiden. Men der findes ikke én universel løsning. Det kræver en blanding af vindmøller, solceller og fotoelektrokemiske enheder, hvis vi helt skal vinke farvel til fossile brændstoffer«, siger han og fortsætter:

»De rigtige løsninger tager tid. Spørgsmålet er bare, hvor lang tid, vi har. Og det er en rastløshed efter svar, vi godt kan mærke fra samfundet. Men det fungerer ikke sådan, at man efter tre års forskning kan se store ændringer. Og derfor synes jeg i virkeligheden, at det er langt mere frustrerende at se en sci-fi-film, hvor de på en eftermiddag udvikler en enhed, der kan redde verden«.

Udviklingen af en teknologi, der kan producere brændstof, som hverken udleder drivhusgasser eller koster noget, lyder måske nok så magisk som at lave vand om til vin. Men når det kommer til at føre verden ind i en ny bæredygtig fremtid, er det altså ikke nok at fylde nogle kar med vand og knipse med fingrene.

»Løsningerne ligger derude. Men det kan ikke nytte noget at læne sig tilbage og vente på dem. Vi må hele tiden finde frem til teknologi, der er bedre og mere effektivt, end den vi allerede har«, slutter Mihalis Tsampas.