Det har i mange år været kendt, at indholdet af drivhusgasser i atmosfæren har været stigende siden industrialiseringens begyndelse. I starten var man dog ikke klar over, hvad det kom til at betyde for klimaet.
Det er senere blevet tydeliggjort ved grundforskning, hvor forskere over en længere årrække indsamlede målinger af forskellige ting. Det var blandt andet sammensætning af atmosfæren (og dermed CO2-indholdet), gennemsnitstemperaturer og vandstanden i verdenshavene.
\ Hvad skal vi med grundforskning?
Videnskab.dk sætter hen over efteråret fokus på grundforskning.
Vi tager dig med helt ind i maskinrummet af grundforskningen og finder ud af:
- hvad skattekronerne går til,
- hvilke projekter der bliver lavet,
- hvem der står bag, og
- hvad vi historisk set har fået ud af grundforskning.
Som det næsten altid er tilfældet med grundforskning, tager det lang tid, før man har et konkret resultat. Men grundforskningen har nu vist, at der er en sammenhæng mellem mængden af drivhusgasser i atmosfæren, og de klimaforandringer vi oplever i dag.
Derfor har der også siden 1980'erne været stort fokus på at mindske udledningen af drivhusgasser generelt, og siden 1989, hvor Montreal-protokollen blev vedtaget, er mængden af CFC-gasser (som blev brugt i køleskabe) blevet sænket betydeligt.
Fossile brændstoffer skaber klimaforandringer
CO2 er også en drivhusgas og er dermed medvirkende til den globale opvarmning. Derfor vil man selvfølgelig også gerne begrænse udledningen af CO2 i atmosfæren. Det har dog vist sig at være en noget større udfordring end som så, hvilket skyldes måden hele vores samfund er opbygget på.
En af de store kilder til CO2-udledning er afbrænding af fossile brændstoffer som olie og benzin. Brændstoffer de fleste af os bruger hver dag, når vi skal transportere os til arbejde, skole og lignende.
En anden stor kilde til CO2-udledning er industrien. Her kan der både være CO2-udledning fra det fossile brændstof, som driver maskiner og lignende, men der kan også være andre kilder til CO2.
Hvis man for eksempel kigger på cementindustrien, er der både et bidrag fra brændstof til at opvarme ovnene, og så det helt store bidrag, som kommer fra kalcinering af CaCO3, som også kaldes kalk eller kalksten.
Calcinering er en proces, hvor CaCO3 varmes op i en ovn til omkring 1450 oC. I den proces dannes CaO (der er hovedingrediensen i cement) og CO2 i så store mængder, at cementproduktionen alene står for otte procent af det årlige CO2-udslip.
Er CO2 kun et affaldsstof?
Når det er nu er så svært at få stoppet udledningen af CO2, er man nødt til at kigge på problemet fra en anden vinkel. Hvad nu hvis CO2 ikke var et affaldsprodukt? Hvad hvis man i stedet kunne lave det om til en ressource?
Mange forskere beskæftiger sig med dette på globalt plan. Det gør man blandt andet på grundforskningscentret CADIAC på Aarhus Universitet, hvor forskere forsøger at besvare dette spørgsmål gennem deres forskning.
CADIAC står for Carbon Dioxide Activation Center, og navnet beskriver egentligt, hvad der er nødvendigt for, at CO2 kan blive betragtet som en ressource i stedet for et affaldsprodukt. Nemlig at CO2 bliver aktiveret.
CO2 som molekyle er meget stabilt. Det kan dog ikke bruges som ressource i den form, vi kender det fra atmosfæren, for der vil en reaktion enten forløbe meget, meget langsomt eller kræve hjælp.
\ Læs mere
Kan CO2 blive til en ressource?
Hvis vi skal bruge det som en ressource, er vi nødt til på en eller anden måde at få aktiveret det, så det vil reagere med andre kemikalier. Populært sagt er man interesseret i at få dannet en kulstof-byggesten. Dette kaldes også en C1-byggesten, hvor C'et står for Carbon, altså kulstof.
Dette kan gøres ved at nedbryde CO2 til mindre molekyler som for eksempel kulilte. Kulilte er også en gas, og i modsætning til CO2 er den meget reaktiv, hvilket gør den attraktiv som kulstof-byggesten.
Ulempen ved kulilte er dog, at det er en gas, som er meget giftig, så arbejdet hermed skal foregå under kontrollerede forhold.
Kulstof, og dermed kulstof-byggesten, er grundlaget for utrolig mange af de meget forskellige ting, vi omgiver os med i hverdagen. For eksempel vil man kunne bruge kulstof-byggesten til at lave brændstof som olie og benzin.
Vi har længe været klar over, at der kun er begrænsede mængder fossile brændstoffer tilbage i undergrunden, så det er nødvendigt at finde en ny ressource. Her kunne CO2 være svaret, da kulilte sammen med brint kan bruges til at danne syntetiske brændstoffer.
Kulstof, plastik og lægemidler
Et andet eksempel på anvendelse af kulstof-byggesten kunne være polymerer i form af plastik. I dag er udgangsstoffet for plastik råolie, så plastindustrien står over for samme udfordringer med begrænsninger i mængden af fossile brændstoffer.
Et tredje eksempel er lægemidler. Her er det allerede bevist, at man kan omdanne CO2 til CO og bruge denne som kulstof-byggesten til at lave forskellige lægemidler. Indtil videre har centerleder ved CADIAC, professor Troels Skrydstrup, været med til at fremstille følgende lægemidler med CO2 som udgangsstof:
- Moclobemide, som kan anvendes i behandlingen af depression og angst
- Butoxycaine, der anvendes til lokalbedøvelse
- Tigan, som anvendes mod kvalme og opkast
- Olaparib, der anvendes til behandling af kræft i æggestokkene
\ Læs mere
Grundforskning kan gøre CO2 til værdifuld ressource
Når man kigger på, hvor meget CO2 der er i atmosfæren, og hvor meget vi udleder hver dag, kan man fristes til at sige, at det er en nærmest uendelig ressource. Men for at den bliver tilgængelig, er vi nødt til først at forstå, hvordan vi kan aktivere dette molekyle.
Det er her, at grundforskning bliver virkelig vigtig. For før vi forstår mekanismerne i aktiveringen af dette molekyle, kan vi heller ikke optimere og videreudvikle det.
I grundforskningscenteret CADIAC har vi mange forskellige indgangsvinkler til at forsøge at forstå mekanismerne bag aktivering af CO2. Her forskes i både aktivering ved hjælp af katalyse, elektrokemiske processer til aktivering og forskellige materialers specifikke egenskaber. Ikke mindst bliver der også forsket i sammenspillet mellem de forskellige processer.
Som med alt grundforskning er det en proces, som tager tid, for det kræver, at man dykker ned i detaljens dyb. Men når man først har forstået mekanismerne bag aktiveringen af CO2, vil gevinsten også være enorm.
Tænk, når den dag kommer, hvor CO2 pludselig er en værdifuld ressource…
