Ny kemiteori giver hurtig vej til giftfri biobrændsel – Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Kemisk Institut > Nyheder > Nyhedssamling > Ny kemiteori giver hur...

30. juli 2011

Ny kemiteori giver hurtig vej til giftfri biobrændsel

Computerkemi

Biobrændstof lyder næsten sundt. Men selv diesel fremstillet på økologisk rapsolie kan give giftige og miljøskadelige nedbrydningsprodukter, hvis det er fremstillet med den forkerte metode. Nu har en kemiker ved Kemisk Institut på Københavns Universitet udviklet et matematisk værktøj, der kan forudsige de miljømæssige konsekvenser af forskellige måder at fremstille de klimaneutrale brændstoffer. Dermed kan udviklere spare både tid og penge.

Af Jes Andersen

Klimavenlig brændstof med konsekvenser

Fremstilling af biobrændselFor klimaets skyld skal benzin og diesel ud og plantebaserede brændstoffer ind. Men biobrændsel kan produceres på flere måder, og forkerte fremstillingsmetoder giver brændstoffer, der er skadelige for både miljø og folkesundhed. Nu viser et studie fra Københavns Universitet, at man kan forudsige, hvor giftigt brændstoffet bliver uden at producere en dråbe. Det baner vejen for hurtigere, billigere og frem for alt sikrere udvikling af de vigtige benzinalternativer.

Solvejg Jørgensen, der er teoretisk kemiker ved Kemisk Institut, offentliggør i denne uge sit nyudviklede matematiske forudsigelses-værktøj i det anerkendte videnskabelige tidsskrift "The Journal of Physical Chemistry A".

Konsekvenser fra astma til kræft

Computerkemikerens beregninger har blandt andet vist, at forkert produceret biobrændsel kan give nedbrydningsprodukter som sundhedsskadeligt smog, kræftfremkaldende partikler og det giftige stof formaldehyd. Hidtil har man først kunnet analysere konsekvenser for miljøet, når brændstoffet var produceret. Nu har Jørgensen vist, at forskellige produktionsmetoder kan afprøves i computeren, og det kan føre til både bedre og billigere udvikling af biobrændsel.  

- Der er uendeligt mange måder at producere de her brændstoffer på. Vi kan vise de mindst farlige veje at gå frem ad. Og vi kan gøre det med en beregning, der kun tager omkring en uge, fortæller Jørgensen.

"Der er uendeligt mange måder at producere de her brændstoffer på. Vi kan vise de mindst farlige veje at går frem ad. Og vi kan gøre det med en beregning, der kun tager omkring en uge."

Solvejg Jørgensen, Beregningskemiker

Overraskende hurtigt og præcist 

Biobrændsel består af meget store molekyler. Både under forbrænding i motorer og på vej op gennem atmosfæren bliver de store molekyler nedbrudt til en række forskellige produkter. Det er der ikke noget nyt i. Heller ikke i at nogle nedbrydningsprodukter er farligere end andre. Men det var overraskende, at molekylernes nedbrydningsprodukter er meget forskellige alt efter, hvordan molekylerne blev sat sammen under produktionen. Og endnu mere overraskende, at Jørgensens beregninger kunne komme med en nøjagtig forudsigelse for, hvordan et biobrændselsmolekyle vil blive nedbrudt. Oven i købet på rekordtid.

- For at finde den rigtige produktionsmetode til biobrændsel skal kemikerne måske afprøve tusinde forskellige variationer. Og så giver det jo ikke nogen mening, hvis det tager flere måneder at forudsige nedbrydningsreaktionerne, forklarer Solvejg Jørgensen, der fortsætter:

- For en kemiker, der måske kan bruge et år på at udvikle en kemisk produktionsmetode, ville det være et katastrofalt spild af tid, at ende med et resultat, der er så skadeligt.

Gennembrud ved et uheld

Det kan lyde oplagt at udvikle en beregningsmetode, der kan spare tusindvis af laboratorietimer. Men egentlig var Solvejg Jørgensens slet ikke interesseret i biobrændstoffer. Hun ville bare forbedre de teoretiske modeller der allerede fandtes for, hvordan store molekyler bliver ødelagt i atmosfæren. Til det skulle hun bruge nogle fysiske analyser, så hun havde noget at sammenligne sine beregninger med. Et par kolleger havde netop lagt sidste hånd på analyser af to biobrændsler. De kunne bruges. Men Jørgensen lavede en fejl, og i stedet for at tilføje en lille brik til et stort puslespil, havde hun pludseligt lagt grunden til en helt ny metode.

-Jeg kom til at beregne på det forkerte molekyle. Og så måtte jeg jo starte forfra med det rigtige. Derfor havde jeg nu to beregninger at sammenligne. De burde have været næsten ens, men de var helt forskellige. Og så vidste jeg, at jeg havde fat i noget vigtigt, siger computerkemikeren Solvejg Jørgensen, der har anvendt enorme computerkræfter og et indgående kendskab til såkaldt Density Functional Theory til at regne sig frem til præcist, hvor galt det kan gå, hvis de forkerte biobrændselsmolekyler bliver sluppet ud i atmosfæren.

Artiklen i "The Journal of Physical Chemistry A" har titlen: Atmospheric Chemistry of Two Biodiesel Model Compounds: Methyl Propionate and Ethyl Acetate.

Kontakt

Kommunikationsmedarbejder
Jes Andersen
Kemisk Institut
Mail: jean@chem.ku.dk
Mobil: 30 50 65 82

Lektor Solvejg Jørgensen
Kemisk Institut
Mail: solvejg@chem.ku.dk
Telefon: 35 32 02 04