Katalyse spiller en helt afgørende rolle for udviklingen af nye metoder til fremstilling af bæredygtige kemikalier og lagring af vedvarende energi. Udvikling af nanostrukturerede materialer på DTU Kemi kan gøre det muligt at udvikle mere effektive og stabile katalysatorer, som kan være med til at nedsætte udledningen af CO2.
Flere vigtige kemiske processer kræver en effektiv katalysator, der kan aktivere dihydrogen (H2) og få den kemiske reaktion til at forløbe med høj hastighed og selektivitet. I sit forskningsprojekt vil Postdoc Jerrik Mielby fra DTU Kemi udvikle nye nanostrukturerede materialer, der består af små metal nanopartikler, som er indkapslede i forskellige mikroporøse bærematerialer. Disse katalysatorer kan bruges til at undersøge, hvordan aktiverede H-atomer kan bevæge sig fra de hydrogen-rige nanopartikler til overfladen af bærematerialet – et fænomen kendt som ”hydrogen spillover”.
Udvikling af effektive og stabile katalysatorer
Undersøgelserne vil gøre det muligt at udvikle mere effektive og stabile katalysatorer til såkaldte hydrogeneringsreaktioner, der ofte foregår ved høje temperaturer og under krævende reaktionsbetingelser. En af disse reaktioner er metanisering, der blandt andet kan anvendes til produktion af syntetisk naturgas ud fra termisk forgasset kul eller biomasse. Da biomasse er CO2-neutralt, kan udviklingen af en mere effektiv katalysator forhåbentligt være med til at nedsætte udledningen af CO2.
Katalyse er afgørende for fremstilling af bæredygtige kemikalier
Jerrik Mielbys interesse for katalyse opstod allerede under hans bachelorprojekt, hvor han arbejdede på et forskningsprojekt, der handlede om at omdanne sukker til plastik.
”Under projektet begyndte jeg at forstå, hvordan katalyse spiller en helt afgørende rolle for udviklingen af nye metoder til fremstilling af bæredygtige kemikalier og lagring af vedvarende energi,” fortæller Jerrik Mielby. I løbet af sit kandidatstudie blev han mere og mere interesseret i nano­strukturerede materialer, som senere også blev emnet for hans ph.d.
I det kommende projekt skal Jerrik Mielby fremstille syntetisk naturgas ved hjælp af indkapslede nanopartikler. Han vil fremstille nanostrukturerede materialer, der vil fungere som gode modeller til at studere den katalytiske effekt af ”hydrogen-spillover”.
”Forhåbentligt vil det hjælpe i udviklingen af en mere aktiv og stabil katalysator til fremstilling af syntetisk naturgas ud fra biomasse, hvilket kan være med til at nedsætte udledningen af CO2,” fortæller Jerrik Mielby.
En af udfordringerne ved projektet er at isolere og forstå de enkelte forhold, der bidrager til den samlede katalytiske aktivitet. Dernæst skal denne viden omsættes til et nyt og forbedret design, der kan modstå de krævende reaktionsbetingelser og gøre den industrielle proces mere effektiv.
4,5 mio. kr. til projektet
Jerrik Mielby har modtaget en postdoc-bevilling fra Det Frie Forskningsråd på knap 4 mio. kr. Derudover har han netop modtaget en halv million kroner fra det prestigefyldte Sapere Aude-talentprogram.
”Sapere Aude-bevillingen er først og fremmest en stor anerkendelse. Sammen med det individuelle postdoc-stipendium fra Det Frie Forskningsråd giver bevillingen mig en helt unik mulighed for at afprøve og udvikle mine ideer i samarbejde med nogle af verdens allerbedste forskere indenfor heterogen katalyse,” fortæller det unge talent på bare 28 år og fortsætter:
”Bevillingen vil hjælpe mig med at udvikle et stærkt internationalt netværk, som vil have stor betydning for min videre karriere.”