Suzanne Andersen ser på kolorimetrisk ammoniakopløsning, som hun har produceret i laboratoriet. Foto: Jesper Scheel

Ung forsker vil starte virksomhed med bæredygtig gødning

mandag 07 sep 20

Kontakt

Suzanne Zamany Andersen
Postdoc
DTU Fysik
Forskere over hele verden arbejder på at kunne fremstille bæredygtig ammoniak til brug i gødning. DTU er med helt fremme og regner med at kunne gå på markedet med en løsning om et par år.

Ammoniak er en nødvendig del af den gødning, der sikrer produktion af fødevarer overalt i verden. I dag produceres ammoniak på store anlæg og ved brug af en betydelig mængde energi, da processen kræver både meget høje temperaturer og et stort tryk. Mere end 1 procent af verdens samlede energiforbrug anvendes således til produktionen af ammoniak. 

Der har blandt forskere længe været interesse for at kunne finde en mere bæredygtig måde at producere ammoniak, nemlig ved hjælp af elektrokatalyse samt vand og kvælstof fra luften. 

"Vores mål er at producere en lille sort magisk boks, som kan sælges til landmænd og gartnerier over hele verden"
Suzanne Andersen

Den unge forsker Suzanne Andersen har i de sidste tre år været en del af den forskergruppe på DTU Fysik, der arbejder med dette område. Her har hun deltaget i at udarbejde grundlaget for en løsning, som hun tror kan kommercialiseres inden længe. 

”Vores mål er at producere en lille sort magisk boks, som kan sælges til landmænd og gartnerier over hele verden. Ved hjælp af den elektrokatalytiske proces, der sker i boksen, får de mulighed for på deres egen ejendom at producere bæredygtig ammoniak til gødning. Der er blot brug for elektricitet, f.eks. fra en vindmølle eller solfangere, samt hydrogen fra vand og kvælstof fra luften,” siger Suzanne Andersen.

Målemetoder skulle først på plads

Vejen til den sorte boks startede dog et helt andet sted. Suzanne Andersens første indsats var nemlig at udvikle en protokol for, hvordan man måler, at eksempelvis en elektrokatalyseproces lykkes med at danne ammoniak. Mange forskere tror nemlig fejlagtigt, at de har fundet en løsning til at producere ammoniak. 

”Ammoniak findes overalt i vores omgivelser, bl.a. i den luft vi udånder. Derfor er det væsentligt at måle på den rigtige måde i laboratoriet, så man kan være sikker på, at ammoniakken stammer fra det opstillede eksperiment,” siger Suzanne Andersen. Protokollen blev efterfølgende udgivet i det velansete videnskabelige tidsskrift Nature og bruges i dag af forskere verden over. 

Patent på cyklisk metode

Da målemetoderne således var på plads, var Suzanne Andersens næste mål at få udviklet en proces, der ved hjælp af elektrokatalyse, brint og kvælstof kan producere ammoniak. Og som kunne foregå i et laboratorium under almindelige temperatur- og trykforhold. 

”Vi tog udgangspunkt i et arbejde fra en japansk forskergruppe, som i 1993 lykkedes med at producere ammoniak. Udfordringen var dog, at både denne og andre metoder hidtil kun har kunnet køre et par timer, hvorefter modstanden bliver for stor til at kunne fortsætte katalysen. Jeg fik derfor idéen til at lave en cyklisk proces i stedet,” siger Suzanne Andersen.

Den cykliske proces betyder, at katalysen påføres med et højt potentiale i et minut, efterfulgt af et lavere potentiale i et par minutter. Det gentages kontinuerligt, hvilket gør processen mere stabil og med en højere effektivitet end hidtil set. 

”Det lykkedes at få den cykliske proces til at køre i laboratoriet fem døgn i træk. Jeg er sikker på, at den sagtens kunne have fortsat længere, men af praktiske årsager var vi nødt til at stoppe forsøget på det tidspunkt,” siger Suzanne Andersen.

Forskerholdet på DTU Fysik har taget patent på metoden, som de fortsat arbejder på at gøre så effektiv som mulig. Det handler bl.a. om at finde det rette tidsmæssige forhold for intervallerne i cyklussen. 

Sideløbende arbejder Suzanne Andersen og hendes kollegaer på at gøre processen mere stabil og skalere den op, så den ikke blot kan foregå på 1 cm2 i et laboratorium, men i en langt større skala i den virkelige verden.

Suzanne Andersen er dog sikker på, at de vil kunne gøre ammoniakproduktionen klar til det kommercielle marked i løbet af de næste par år, så den lille sorte magiske boks bliver en realitet. 

Relaterede Videoer  

video thumbnail image

video thumbnail image

video thumbnail image

video thumbnail image

Vis flere