Grundforskning för effektiv omvandling av CO2 till bränsle och kemikalier
Elektrobränslen och elektrokemikalier skapade av infångad koldioxid, vatten och grön energi tros kunna bli ett av verktygen för att minska klimatavtryck i framtiden. Ett nyligen avslutat projekt inom Klimatledande Processindustri har undersökt hur processen av denna omvandling kan bli mer effektiv.
Tandemkatalysatorn som utvecklats i projektet omvandlar i första steget koldioxid och vätgas till metanol, och i andra steget metanolen till lätta olefiner som kan användas för framställning av kemikalier.
— Jag tycker att möjligheterna att kunna använda CO2 och göra om det till en råvara är jättespännande och det finns ett stort intresse från industrin. Vi kommer ju fortsatt att behöva bränslen och kemikalier, säger Louise Olsson, professor i Kemiteknik på Chalmers, som lett det grundvetenskapliga projektet Katalytisk hydrering av CO2 för kolväte-produktion via metanol.
Projektet har fokuserat på att utveckla en speciell typ av tandemkatalysator, som i första steget omvandlar koldioxid och vätgas till metanol och i andra steget omvandlar metanolen till lätta olefiner som kan användas för framställning av kemikalier.
Tandemkatalysatorn kombinerar dessa två steg i ett enda system för att effektivisera processen. Genom att ständigt omvandla metanolen i det andra steget, kan det första steget producera mer metanol utan att nå en kemisk jämvikt.
Jämförelse av katalysatorer och promotorer
Forskarna jämförde två huvudtyper av katalysatorer för det första steget: en kopparbaserad och en indiumbaserad. De upptäckte att de indiumbaserade katalysatorerna var mer effektiva. De indiumbaserade katalysatorerna användes sedan i kombination med zeoliten SSZ-13 i tandemprocessen. Zeoliten SSZ-13 är känd för sin förmåga att selektivt producera just lätta olefiner, vilket gör den till en mycket god partner i detta system.
— Genom att tillsätta olika ämnen, så kallade promotorer, kunde vi finjustera de indiumbaserade katalysatorerna för att öka processens selektivitet. Vi testade tre olika promotorer och resultaten kommer vi att publicera i en vetenskaplig artikel, säger Louise Olsson.
Det pågår mycket forskning om elektrobränslen och elektorkemikalier och processen att framställa dem ur CO2, men ännu finns ingen kommersiell fabrik i Europa som tillverkar e-bränslen/e-kemikalier i stor skala. En av utmaningarna är att det behövs stora mängder grön el till ett konkurrenskraftigt pris.
— Jag tror att det kommer att komma igång relativt snart. Tekniken finns, men det behövs mer forskning för att göra processerna effektivare, säger Louise Olsson, som bland annat jobbar vidare med ämnet inom projektet Från syntesgas till krackningsbar insatsråvara via Fischer Tropsch-syntes, som också finansieras av Klimatledande Processindustri.
Läs mer om projektet och ta del av slutrapporten
