George Olah avled den
8 mars i år. Hans sista vetenskapliga rapport (hans testamente kan man säga)
publicerades i JACS, Journal of American
Chemical Society, 20170202. Olah nöjde sig inte med den strikt vetenskapliga
rapporteringen. Han ville alltid dessutom förklara så ”vanligt folk” förstod.
Den viktiga uppgiften förvaltar nu hans lärjunge och efterträdare G K Surya
Prakash, som skrivit denna populärversion av nämnda JACS-rapport.
Översättning: J-G Hemming
 |
| Bildtext: Forskare vid USC har funnit en väg att reformera metanol till väte utan emission av CO eller CO2. |
Credit: G. K. Surya Prakash
HELA ARTIKELN
Forskare har länge kämpat med produktion och lagring
av väte, så att det en dag skulle kunna vara ryggraden i förnybar energi i form
av bränsleceller, som driver våra bilar, värmer våra hus och hjälper oss
producera mat, på sätt som inte vållar klimatförändring eller annan miljöskada.
I en forskningsrapport publicerad tidigare i år i Journal of American Chemical Society
beskrev forskare vid Loker Hydrocarbon Research Institute en kolneutral metod
att göra just så, med hjälp av den enklaste alkoholen metanol.
G K Surya Prakash och 1994 års Nobelpristagare i kemi
George Olah samt deras team vid nämnda institut i Los Angeles visade i sin
sista viktiga rapport ett sätt att producera och lagra väte från metanol, utan
konkurrerande produktion av vare sig CO eller CO2 genom att använda
organiska derivat av ammoniak som kallas aminer.
Den välkända processen reformering med ånga används
vanligen för att producera väte av metanol (kallas reformering av metanol) och
producerar traditionellt CO och CO2 i denna process. CO2
är en växthusgas som orsakar global uppvärmning och havsförsurning.
Forskningen visar här ännu ett sätt hur kol kan
undvikas i en cykel som producerar och lagrar bränslen via metanol. Det stödjer
Olah’s och Prakash’s gamla vision om en helt cirkulär metanolekonomi.
Minskat beroende av kol-emitterande
fossila bränslen
”Metanolekonomin”
är ett koncept som Olah-Prakash och deras team myntade först i början av
1990-talet, alldeles efter den tid då Olah blev USC’s första Nobelpristagare
för sina upptäckter om karbokat-jonerna, det ord Olah själv använde för joner
med en positivt laddad kolatom. Enligt Olah och Prakash skulle målet för en
metanolbaserad ekonomi vara att utveckla förnybara energikällor, främst
metanol, som skulle kunna mildra problemet med klimatförändring orsakad av
kol-emissioner, liksom USA’s beroende av andra länder för sin
energiförsörjning, särskilt olja. Behovet av motvikt till oljekonsumtionen har
först vuxit under decennierna efter det att Olah och Prakash började sin
forskning. På den tiden var global oljekonsumtion runt 70 miljoner fat om
dagen. Den siffran förväntas vara ca 100 miljoner fat redan nästa år.
Länder som Kina har redan börjat sin övergång bort
från petroleum. I seklets början var metanolanvändningen i Kina försumbar, men
räknas nu i över 500 000 fat per dag. Mycket av det är emellertid kol-baserat,
vilket kan skapa sina egna problematiska kol-utsläpp.
Prakash’s, Olah’s och deras teams forskning har haft
fokus på att finna vägar att utvinna väte från metanol på sätt som inte bara är
kol-neutrala utan också kan vara kol-positiva.
Rötterna till en
kol-fri framtid
Metanol, som ibland kallas ”träsprit”, är den enklaste
alkoholen med bara en kol-atom i molekylen. För dess produktion behövs bara
vatten, CO2 och energi. Metanol innehåller bara hälften så mycket
energi som traditionell petroleumbaserad bensin. Å andra sidan brinner metanol
renare, utan sot, partiklar och andra rester. Eftersom metanolmolekylens halva
vikt utgörs av syre behöver den mindre luft för sin förbränning. Därför brinner
metanol med suveränt låga utsläpp av kväveoxider (NOx).
Metanol bryts snabbt ner i naturen. Produktion sker
traditionellt av naturgas. Metanol kan vara korrosiv mot bränslesystemets
slangar samt mot bilklädsel i gamla bilar. Men i nya bilar är det inga problem.
Metanol är ett effektivare bränsle än bensin och diesel. Men metanol ger färre
km per liter genom sin låga energidensitet.
Metanol har också länge prisats av racerförare för
högre oktantal på kortsträckor, och därmed för att förbättra sikt och förhindra
seriekrockar. Till skillnad från bensinbränder kan metanolbränder effektivt
bekämpas med vatten. Visserligen kan metanolbrandens osynliga lågor vara
problem, men det åtgärdas enkelt med något additiv som synliggör brinnande
metanol.
Metanol används redan som råvara i kemindustrin
istället för petroleumbaserade kemikalier.
Slutligen, som tillägg till sin elegans, enkelhet och
allmänna förekomst kan nämnas att metanol finns i små mängder i jordens
atmosfär. Och det finns även ofantliga moln av metanol i rymden. Olah, Prakash
och kollegor publicerade ifjol forskning om skillnader hur metanol bildas både
på jorden och i rymden.
Prakash som arbetade med Olah
i över 40 år framhåller: ”Olah var en gigant till kemist och en stor visionär
som hade ett profetiskt förhållningssätt till att lösa svåra problem. Han hade
ett enastående minne och stor förmåga till intuition. Han var mycket beläst,
hemma i historia och filosofi, uppskattade musik och konst. Han hade en
omättlig läslust. Han var en modern renässansmänniska.”
Denna
artikels källa:
Materials provided by University of Southern California. Note: Content may be edited for style
and length.
Journal
Reference:
1.
Jotheeswari Kothandaraman, Sayan Kar,
Raktim Sen, Alain Goeppert, George A. Olah, G. K. Surya Prakash. Efficient Reversible Hydrogen Carrier System
Based on Amine Reforming of Methanol. Journal of the American
Chemical Society, 2017; 139 (7): 2549 DOI: 10.1021/jacs.6b11637
