Banebrydende teknologi kan reducere CO2-udledning med 99 procent

Så er der godt nyt på vej til klimaet. Et hold af ingeniører har opdaget et nyt elektrokemisk system drevet af brint, som kan fjerne næsten al CO2-udledning fra fly, storbyer og produktionsvirksomheder.

Så er der godt nyt på vej til klimaet. Et hold af ingeniører har opdaget et nyt elektrokemisk system drevet af brint, som kan fjerne næsten al CO2-udledning fra fly, storbyer og produktionsvirksomheder.

Shutterstock

Et hold ingeniører fra universitetet i Delaware har demonstreret en måde, hvorpå kuldioxid, eller CO2, kan fjernes fra luften.

Holdet, der er anført af professor Yushan Yan, har opfundet et nyt elektrokemisk system, der drives af brint, og som kan reducere CO2-udleningen i luften med 99 procent.

Filteret er billigt at producere og allerede sat i produktion - og forhåbentligt ser vi disse filtre blive brugt verden over i fly, produktionsvirksomheder, storyer, ubåde og rumfartøjer inden for den næste årrække.

Det fortæller Yushan Yan, der til dagligt underviser og forsker på universitetet i Delaware.

Vi kan nemt fange 99 procent af den udledte kuldioxid. Ja, faktisk kan vi fange endnu mere. Yushan Yan, University of Delaware

”Den bedste måde at beskrive vores nye teknologi på er at forestille dig en kasse med to kamre,” forklarer Yan til Illustreret Videnskab og fortsætter:

”I det ene kammer siver luften indeholdende CO2 ind, mens det andet kammer fyldes op med brint. Brinten vil så trække al CO2 ind til sig gennem kammerets ene væg og efterlade iltkammeret CO2-frit.”

En heldig sideeffekt

Det revolutionerende CO2-filter er i virkeligheden en positiv og uventet sideeffekt fra et større forskningsprojekt.

Gennem de seneste femten år har Yans primære fokus været på såkaldte hydroxid-udvekslingsmembranbrændselsceller (HEM). Brændselsceller er blandt fremtidens nye energiteknologier, da brændselsceller omdanner brændstof og luft direkte til elektricitet, som kan bruges i for eksempel biler.

HEM-brændselsceller har dog en kæmpe svaghed. De er ekstremt følsomme overfor CO2 i luften, som gør at brændselscellerne ikke kan få luft. Mere lavpraktisk betyder det, at ydeevnen og effektiviteten falder kraftigt, og derfor ender den med at have samme effekt, som hvis vi bruger en benzinmotor.

Yan og hans hold ville se, om de kunne finde en måde at løse dette CO2-problem på.

”Jeg har arbejdet med dette problem, lige så længe jeg har arbejdet med brændselsceller,” fortæller Yan og fortsætter:

”En dag gik det op for os, at måske skulle vi bare bruge en anden brændselscelle til at indfange CO2 fra den første brændselscelle. Dog stod det klart for os, at det ville blive meget dyrt at lave en brændselscelle, der skulle indfange CO2 fra en anden brændselscelle. I stedet begyndte vi at tænke i, at cellens formål jo i virkeligheden er at indsamle. Disse brændselsceller viste sig altså at være gode til at samle selv den mindste smule CO2 fra luften.”

Modellen (tv.) viser, hvordan brint og luft føres ind i filteret to seperate steder og efterfølgende forlader filteret som CO2 og CO2-fri luft. Nærbilledet (th.) er en delvis beskrivelse af, hvordan molekylerne bevæger sig gennem membranen.

© Jeffrey C. Chase / University of Delaware

Membran lader CO2 vandre frit

Hvad der først var et problem, viste sig at være en løsning, som åbnede op for en effektiv måde at indsamle CO2.

Selvom det ikke er sundt for brændselscellerne, så er det en effektiv måde at skabe et selvrensende system, der kan adskille CO2 fra ilt på en billig og miljøvenlig måde.

For at indlejre strømmen i den elektrokemiske teknologi inde i den separate membran, var de nødt til at kortslutte enheden, som egentligt er noget, kemikere forsøger at undgå.

Ved at tilføre brint i det ene kammer, kan kortslutningen kontrolleres, og en masse komponenter, som ledninger og bipolære pladder, kan spares væk.

På denne måde fandt Yan og hans hold en genvej for CO2-partikler til nemt at bevæge sig fra et kammer til et andet. Dette er kerneopdagelsen i den nye celle, fortæller Yan.

Netop fordi der kan spares komponenter i dette elektrokemiske system, så kan det gøres meget kompakt. Faktisk ligner det bare en helt almindelig membran, som holdet har designet ind i et spiralviklet modul, som mest af alt ligner et rør med en række filtre indeni.

Godt nyt for klimaet!

Umiddelbart ser Yushan Yan to primære anvendelsesmuligheder for dette nye CO2-filter. Det kan på den ene side bruges i små lukkede miljøer, hvor CO2-udledningen kan blive høj, når mennesker bevæger sig rundt i dem.

Her tænker Yan på rumfartøjer, ubåde og moderne bygninger med tæt isolation, hvor vi hurtigt kommer til at indånde alt for meget CO2.

Dernæst tænker Yan på reducering af CO2 i åbne atmosfærer:

”Hvor som helst hvor du har et mix mellem ilt i luften og CO2, så vil teknologien hjælpe med at fjerne CO2. Med vores nye teknologi kan vi indfange en kæmpestor mængde CO2 ud af luften. Vi kan nemt fange 99 procent af den udledte kuldioxid. Ja, faktisk kan vi fange endnu mere. Vi har altså skabt en kulstofneutral teknologi, som kan gøre en kæmpe forskel for de klimaforandringer, vi står overfor lige nu.”

Helt lavpraktisk ser Yan, at hans elektrokemiske system kan sættes op i storbyer for at rense luften for CO2. På samme måde kan det måde bruges ude ved produktionsvirksomheder, som udleder store mængder CO2 som led i deres produktion.

En af verdens helt store CO2-syndere er fly, og her mener Yan også, at det nye filter kan rense luften for kuldioxid.

Dog ser Yan en begrænsning ved benzindrevne biler, hvor det vil være for svært at installere membranfiltret ved bilernes udstødningsrør, sådan som designet ser ud nu.

Han mener, at dette problem nok bliver mindre i fremtiden, da flere bilproduktioner overgår til el, brint og brændselsceller.

Produktionen er allerede i gang

Yushan Yan og hans hold har de sidste tre år fået finansiel støtte fra det amerikanske energiministerium. Derfor har de haft mulighed for allerede nu at opbygge et mindre lager af filtre, som skal ud og testes.

Inden for fem år ser Yan, at de kan lave filtre, som kan tage flere tons CO2 ud af luften på en gang.

Til spørgsmålet om den nye teknologi kan danne grobund for andre typer af filtre, der eksempelvis kan indfange de store mængder skadelige metangasser, som stiger op fra huller i jorden i Sibirien i disse år, griner Yan tørt og svarer:

”Nej, det kommer desværre ikke til at kunne tage metan ud af luften. Dog kan nogen jo brænde metanen ind til CO2, og så tager jeg da gerne denne CO2 ud af luften med min teknologi!”