n Nyt BIOTEKNOLOGI kemisk-biologi koncept til CO -fa Gamle processer, nye muligheder: 2 Nyt kem og isk o -b m io d lo a g n i n sk else Oldgamle CO 2 -ædende mikroorganismer kan fange koncept til CO -fangst skorstensrøg og 2 omdanne kulstoffet til grønne molek Af Mads Ujarak Sieborg 1 og Michael Vedel Wegener Kofoed 1,2 1 Institut for Bio- og Kemiteknologi, Aarhus Universitet og omdannelse 2 Novo Nordisk Foundation CO 2 forskningscenter, Aarhus Universitet Oldgamle CO 2 -æde M n en d n e esk m esk i a k b r te o C o O r 2 g -ud a le n dn i i s ng m er e slå r r k en a dn n u e f n a ga n n g g r e eko C rdn O ive 2 au d er i . re Stø k r t s e tedelen af disse fortyndede røggas punktkilder (se faktaboks) fra de mange skorstene, der tårner sig op i land fra skorstensrøg og o fo m rve d nte a r m n a n n, e i næ ku r fr l e s m to tid f , f s e ka t l b ti li l ve g e r n ø es n se n n e tiel m byg o ge l s e te k n y fo l r e k r u . lstofbaserede molekyler fossile kulstof, der bruges overalt omkring os til for eksempel brændstoffer og materialer. Nuv Af Mads Ujarak Sieborg 1 og kulstoffangst baseres på ke u m dv is ikl f i a ng n , g o s g t a op f f C in O d 2 e . ls B e r n e a d f a d n am ve p n m d a e s l k s i e ne a n f u n n u d v e æ r r d e e n n d i e nd t u e - knologier e Michael Vedel Wegener Kofoed e 1, n 2 ergiforbrug i form af varm st e r , ie s ll o e m re k v r o æ lu v ti e o s n f i o d r e a t t 18 fr . ig å i r v h e un o d g re k d o e n m ce a n rk tr e e re re de in e d n fa be n t g y e d t el C ig O 2 . Og fø koncentreret, kan den send t e k s n t o il lo v g id is e k re fr r e a m ff g in a e n r g i . n D g e t n il t b e r k u n g o b lo a g re isk g e rø fr n e n m e g m an o g le h k a y r l d e o r g i endnu en e 1 2 INnostviotuNt foorrdBisiok-FoogunKdeamtiitoenknCoOlogfoi,rsAkanrihnugsscUennivtee F rr,s o iAt r ea s tr k h e u r s e Un fr iv a er A sit a e r t hus Univ h e a r f s t it s e i t n h p a ri r s n i u fo u r d m vi a k f le n t o e g no d r e m m a o f n hæ st n re g r ig e h t e e d t a n f y f t o t s e s k il n e o b lo ræ g n ik d o - ncept na 2 Carbon Capture and Utiliza s t t io f n fe ( r B s I o C m C d U e ) n , h pr v i o m r æ m re an en , e i r s g t i e k d il e d t e f , o o r g v d a e rm gl e o , ba a l n e v e e n n e d rg e i r - a o u g totrofe m Menneskeskabte CO 2 -udledninger slår e e n n dn e u rg e i n e g ff a e n k g ti r v e t k a or t d f rigive CO i 2 n ’e du n s f t ra ire s l o a r te b r e e n d t e e C rn O e 2 , -u o d g le d d ir n e in k g te er o n m åe d d a e n s n o e m d f e ø t lg ti e l g h r e ø ra n f ne molekyler niveauer. Størstedelen af disse udledning v e e r d st h am jæ m lp er a f f ra g f r o ø r n - brint. rekordhøje niveauer i 2023 på 37,4 Gt CO2 , hvilket har medført, tyndede røggas punktkilder (se faktaboksen på side 14) fra de at atmosfærens CO 2 -koncentration er steget fra 280 ppm (0,028 mange skorstene, der tårner sig op i land C sk O ab 2 e e t. r D f e re nn m e t C id O e 2 ns bygge p s r t o e c n en - t) h f v ø i r s d v e i n e i f n fe du k s ti t v ri t e k ll a e n rev fa o n lu g ti e on o , t g il o 42 m 1 d p a pm nn (0 e ,0 d 4 e 2 n forventer man, i nær fremtid, skal blive e A n d e g s a se n n g tie ti l l b e y n g e g r e g st i e h n a f r or altid s p p r i o ll c e e t n e t) n i v 2 i 0 g 2 ti 3 g . E ro t ll g e lo i b m al e t n fo n k e u s s k p e å ts ud u f d a v s i n k i l n in g g a , f o f g os o s p il f e in b d ræ el n s d e - n af dam kulstofbaserede molekyler, som kan erst i a n t d te u d s e tr t i f e o l s le sil r e e k v u o l l s u to ti f o , n i det 1 st 8 o . ff å e rh e u r n n d u r e e t d a e bl m ere a t r , k m er e e n d d e er e e n r b st e a t d y i d g e s li e g kto e r k e n r, o h lo v g o i r s e k le f k re tr m i - gang. De der bruges overalt omkring os til for eks h em ar pe d l o b g ræ h n a d f s t t s o i f n fer pris i form a fi f ce e r n in e g n e o r r u m df a o f r h d æ re n t. g F ig or h a e t d im af ø f d o e s g s å il d e e b n r n æ e g n r d ø s n to ne ffe o r m s s o ti m llin d g e , n primær og materialer. Nuværende metoder til ku e ls n to e f r f g a i n - g o st g b i a n s d e u re s s tr p i å relatered b e li C ve O r 2 k - ul d s l t e o d ff n a i n n g g s e t r og nå u e d d ny e t s te o ls m e ( f C ø C lg U e ) h a e f r C af O r 2 e p k u o n rd k h tk ø il je de n r i e v n eauer i 2 kemisk fangst af CO 2 . Bred anvendelse a h f a n r uv m æ e r d en fø d r e t, te a k t n a ol t o m g o ie s r færen c s en C tr O al 2 - s k tr o a n te c g e i n t t i r l a a t t io d n an e n r e s n te y g e e g t rø fr n a n 2 e 8 m 0 o p le p k m yle ( r 0 . ,028 procent) før de er dog udfordret af det høje energiforbru 4 g 2 i 1 fo p rm pm af ( v 0 a , r 0 m 4 e 2 , p so r m ocent) i 20 S 2 t 3 ø . rs E te t d g e l l o e b n a a lt f f C o C ku U s -t p ek å n u o d lo fa gi s e n r in er g b a a f se fo re s t s p il å e r b e r n æ e o n p d k s o to n f - fer er nu e kræves for at frigive og koncentrere indf s a e ng k e to t r C e O r, 2 . h O v g or fø e r l s e t k h t e r r if , icering ce e n r tr u e d re fo d r e d C re O t. 2 - F k o il r de a r t . i D m e ø n d m e e g s å t m de o n d n n e t g e r k ø n n o n lo e g o i t m il s C ti O lli 2 n - g, bliver kuls når CO 2 ’en er koncentreret, kan den send ( e C s C ti U l v ) i a de f r C e O ra 2 ffi p n u e n ri k n t g ki t l i d l er e f n an c g e s n t t e r r a k l e s m tra is t k e e gi sk ti r l u a b t b d e a re n , n h e vo n r y k e e g m r i ø sk n e ne sto m ff o e l r e ( k s y o l r e b r e . nter) brugbare grønne molekyler i endnu en ene S rg t i ø k rs æ t v e e d n e d l e en pro a c f e C s. CU-tekn re o a lo ge g r i e e r r m er ed ba C s O e 2 r ’ e n t p o å g r b e in n d e e o r p de k n on i c v e æ n s t k r e e n re . D de en C k O la 2 s - s k i i s ld k er. Den mes Forskere fra Aarhus Universitet har n f u a u n d g v s i t k e le r t k o e g m de is m k o e n s - krubber s e o , r h be v n o t r t k il e C m O is 2 - k f e an s g t s o t ff e e r r m (s e o d r a b m en in te er, ) h r v e i a s g n e u r k e l r eo m fi e le d n C it O ro 2 ’en og binde streret et nyt teknologikoncept navngive k t la B s i s o i - s In k t e eg s r o e rb et e C nt ar t b il o C n O 2 -fa g n e g n s a t to e m r m ka e n d f a a m cil i i n t e ere , h fo v r i s s k n el u li k g l e eo C f O ile 2 - n fa it n r g o s g tm en e a k t a o n m ism ka er n facilitere for Capture and Utilization (BICCU), hvor f m an a g n s , i tm st e d k e a t n f i o s r m v e arm s e å , som b s a ås s o e m ka b t a a s l e y k s a e ta re ly t s h er y e d t r h e y r d in re g ri m ng e m d e t d er t t e i r æ tiæ re re a a m m in in e e r r (re ea a k k t t i i o o n n 1 1 ). ). anvender autotrofe mikroorganismer til energieffektivt at frigive CO 2 ’en fra sorbenterne, og direkte omdanne det til grønne mole- kyler som eddikesyre og metan ved hjælp af grøn brint. CO 2 + R 3 N + H 2 O ⇌ HCO 3− + R 3 NH + (1) Affiniteten mellem sorbente A n ff o in g it C et O en 2 m er el h le ø m j. s F o a rb k e t n is t k en s o å g h C ø O j, 2 a e t r d hø e j r . F s a k k a t l is t k ilf s ø å je h s øj ~ , a 3 t GJ t -1CO2 f CO 2 er fremtidens byggesten sorbenten, hvilket udgør ~9 d 0 er p s r k o a c l e ti n lf t ø a je f s e ~ n 3 e G rg J if t o -1C r O b 2 r f u o g r e at f i r k ig o ø n r v e e C n O ti 2 o ’e n n e f l r C a s O o 2 r - b f e a n n te g n s , t (figur 1). D - hvis vi effektivt kan fange og o om m d d a a n n ne n s e o d g e a n nvendes so h m vil b k y e g t g ud e g s ø te r n ~9 ti 0 l g pro ø c n e n n e t a k f u e l n s e t r o g f i b fo a r s b e ru re g d et e i m ko o n l v e e k n y ti l o e n r. el M C e O n 2 - CO 2 er et Adgang til energi har altid spillet en vi m gt o ig le r k o y lle e i m m e e d nn k e u s l k s e to ts fatome f t an i g s s in t (f m ig e u s r t 1 o ). x D id e e n r f e r d ig e jo f r o te rm C , O s 2 å ka h n vo he rd rf a ra n o f m år d v an i d ne e s t o o g m a d n a - nnet? vendes som byggesten til grønne kulstofbaserede molekyler. Men CO 2 punktkilder Kul kraftværker Oliefyrede kedler Naturgas kraftværker Cementproduktion CO 2 - Mikroor Å g r a l n ig i e smer har gen C n O e 2 m er e m t t i e ll r ia m r o d d e yn r a a m f i å sk r s f t o ab rf i i l n t e m t ol d ek e y re le s m e e v d n k e ul t s i t l o a fa t to a m n e v t e i n si d n e CO 2 koncentra V ti i o s n se au e t m ot i r s o s f i e on m er ik * rober ha m r e g s e t n ox n i e d m ere m de ill f i o a r r m de , r så a h f v å o r r s d p an ec få ia r l v is i e d r e e t t o s m ig da i n a n t e s t? yntetisere unikke e [vol. %] det term [ o G d t y C n O a 2 ] misk stabile CO 2 -molekyle som en del af deres energimetabolisme (anaerob re brugen af ilt i vores egen m M en ik n r e o s o ke rg lig a e n r i e sm sp e ir r at h io a n r . g I m en o n ds e æ m tn m in i g lli t a il r m d e e n r nesker, så kan man 12.0 - 15.0 andre st 1 o 5 ff .2 e 7 r end ilt som ox a id f a å n r te f r o ( r e fi l n ek e t t ro d n e a r c e c s ep e t v o n re e r) t ( il N a O t 3 a - , n F v e e 3+ n , d S e O 4 C 2-, O C 2 O 2 ) som del af de 8.0 - 13.0 mikrobe 1 r 0 s . o 69 m metanogene V r o is g se a a c u e t t o o t g ro e f n e e m r, ik b r r o u b g e e r r h C ar O g 2 en i d ne e m re m s r il e li s a p r i d r e a r ti a o f n å ( r r s e p a e k c t i i a o - n 2 og 3), 7.4 - 8.6 Disse or 7 g .4 a 9 nismer findes na l t i u se rl r i e g t t s i ig ilt i fa a t t ti s g y e nt m et i i l s jø er e e r u s n å i s k o k m e e i n m zy a m ri e n r e , d s e e r d k im an e o n m te d r a , n ri n s e marker og t mangel på andre elektrona d c e c t e t p e t r o m re o r dy e n n a d m C is O k 2 s . tabile CO 2 -molekyle som en del af deres 11.5 - 33.0 2.52 energimetabolisme (anaerob respiration). Dette svarer til bru- Stålproduktion 21.3 - 23.0 2.70 gen af ilt i vores egen menneskelige respiration. I modsætning Biogas CO 2 * Emissionstal fra 2021. 40.0 - 50.0 0.07 til mennesker, så kan mange mikroorganismer bruge andre stoffer end ilt som oxidanter (elektronacceptorer) (NO 3- , Fe 3+ , SO 42-, CO 2 ) som del af deres respiration. Autotrofe mikrober Tabel 1. Eksempler på nogle af de største nuværende CO 2 som metanogener og acetogener, bruger CO 2 i deres respiration punktkilder. (reaktion 2 og 3), mens ilt er giftigt for dem. Disse organismer 12 Dansk Kemi, 106, nr. 2, 2025 -
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Dansk Kemi her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her