Novo Nordisk Foundation CO₂ Research Center byder fem nye forskningsgrupper velkommen

CORC's mission er at generere ny viden og nye teknologier til fangst og omdannelse af CO₂ til inaktivt kulstof - som f.eks. kan lagres i et fysisk produkt - eller til brug i en cirkulær økonomi. En væsentlig del af centrets rolle er at indsamle nye ideer inden for innovativ, tværfaglig forskning inden for områder, der supplerer centrets eksisterende forskning i fangst og omdannelse af CO_2. CORC har netop gennemført centrets første tema-opslag, hvor mere end 70 forslag blev indsendt.

Ud fra disse er fem projekter, som har potentiale til at levere nye gennembrud inden for opsamling og omdannelse af CO_2. udvalgt til at modtag forskningsmidler fra CORC. To af projekterne er inden for kemi og tre er inden for life science.

"De nye projekter er meget interessante og vil udvide centrets fokus til nye områder. Jeg er glad for, at projekterne på nuværende tidspunkt stadig er på det undersøgende stadie, da det giver os mulighed for at udforske nye områder, som vi kan vælge at gå videre med," siger Alfred Spormann, Founding Director i CORC.

CORC modtog i alt 74 fondsansøgninger i efteråret 2022. Beslutningen om hvilke projekter skulle modtage bevillinger blev foretaget på baggrund af anbefalinger fra CORC's Strategic Grants Council, der består af forskere og repræsentanter fra industrien. Omkring halvdelen af ansøgningerne kom fra Danmark, resten var fra Europa, Nordamerika og Indien. Af de fem forslag udvalgt til at modtage CORC-bevillinger inden for specifikke forskningsområder er fire fra Aarhus Universitet, mens et er fra California Institute of Technology.

De fem nye projekter, der er planlagt til at starte i løbet af foråret og sommeren i år, er:

• Ny tilgang til omdannelse af CO₂ til platform-kemikalier
• CO₂-reduktion ved hjælp af kabelbakterier
• CoCa-PepSyMax: Opsamling af kuldioxid via kæder af aminosyrer
• Fangst af CO₂ fra havvan

De fem projekter er beskrevet nedenfor.

Ny tilgang til omdannelse af CO₂ til platform- kemikalier

Bevilling: 2.23 millioner kroner i 1 år
Lektor Nina Lock, Institut for Bio- og Kemiteknologi, Aarhus Universitet
Lektor Magnus Kjærgaard, Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet

Dette projekt har til formål at øge effektiviteten af at forbedre den elektrokatalytiske omdannelse af CO₂ til nyttige C2-forbindelser.

Nina Lock er lektor med speciale i materialekemi, og Magnus Kjærgaard er lektor med speciale i biologiske funktioner ved proteindynamik. De samarbejder på tværs af deres fagområder om en ny tilgang til omdannelse af CO₂ til C2-forbindelser såsom etylen og ethanol. Sådanne forbindelser vil kunne benyttes som platform-kemikalier til fremstilling af nye produkter.

"Med dette projekt ønsker vi at udvikle en ny klasse af katalysatorer til effektiv elektrokatalytisk omdannelse af CO₂ til C2-produkter ved hjælp af en tværfaglig tilgang samt inspiration fra naturen," forklarer forskerne i deres projektforslag. "Fordi proteiner stammer fra naturen, er proteinbaserede katalysatorer i sagens natur bæredygtige. Baseret på erfaringer fra proteinbioteknologi tror vi på, at en sådan løsning vil kunne skaleres til den skala, som er nødvendig for at lykkes med at reducere CO₂-udledningerne."

CO₂-reduktion ved hjælp af kabelbakterier

Bevilling: 2,52 millioner kr. i 1,5 år
Adjunkt Ian Marshall, Institut for Biologi, Aarhus Universitet
Seniorforsker Thomas Boesen iNANO, Aarhus Universitet.
Professor Andreas Schramm, Institut for Biologi, Aarhus Universitet.
Professor Lars Peter Nielsen, Institut for Bioscience, Aarhus Universitet

Et hold på fire forskere med speciale i elektromikrobiologi ved Aarhus Universitet vil undersøge kabelbakteriers stofskifte og vandoxiderende egenskaber med henblik på at udvikle mere effektive metoder til CO₂-reduktion. Vand (H₂O) er en stor og lettilgængelig kilde til elektroner til brug ved elektrokemisk reduktion af CO₂, men de eksisterende teknologier til oxidering af vand er ineffektive.

"I kabelbakterier har vi opdaget en ny mekanisme til H₂O-oxidation i de ledende fibre fra cellernes periplasma. Vi ønsker at undersøge, om vi kan lade os inspirere af denne nye mekanisme til at skabe en ny type biomimetisk katalysator til CO₂-reduktionsteknologier," forklarer de fire forskere i deres forslag.

Projektet skal undersøge, hvordan reaktionen virker i kabelbakterier ved at analysere proteinstrukturen og funktionen af det katalytiske vandspaltningssted. Med denne analyse kan projektet potentielt kaste lys over naturens unikke tilgang til katalysatordesign.

CoCa-PepSyMax: Opsamling af kuldioxid via kæder af aminosyrer

Bevilling: 2,14 millioner kr. i 2 år
Professor Daniel Otzen, iNANO, Aarhus University
Professor Peter Westh, DTU Bioengineering, Danmarks Tekniske Universitet

Peter Westh er professor i enzymologi med speciale i enzymteknik, og Daniel Otzen er professor i molekylærbiologi og bioteknologi med speciale i proteiner. Sammen ønsker de at undersøge, hvordan udvalgte proteinstrukturer kan udnyttes til at generere specifikke peptidkomplekser, der effektivt kan opsamle CO₂.

"Bakterier producerer naturligt selvorganiserede proteinsamlinger, som vi vil modificere for at demonstrere reversible CO₂-bindende peptidmotiver," forklarer de to professorer i deres forslag.

Projektet CoCa-PepSyMax har til formål at etablere en "CO₂-bindende peptidgrammatik" og anvende den til at udvikle et system til opsamling og frigivelse af CO₂, som er mikrobielt baseret og tilgængeligt i rigelige mængder.

Fangst af CO₂ fra havvand

Bevilling: 7,78 millioner kr. i 3 år
Professor Harry Atwater, Department of Applied Physics and Materials Science, California Institute of Technology 
Professor Chengxiang Xiang, Department of Applied Physics and Materials Science, California Institute of Technology

Harry Atwater er professor i anvendt fysik og materialevidenskab med speciale i nanofotonik og plasmonik, og Chengxiang Xiang er professor i anvendt fysik og materialevidenskab med speciale i elektrokemiske og fotoelektrokemiske enheder.

Deres projekt fokuserer på havets evne til at absorbere CO₂ fra atmosfæren. Projektet har til formål at kvantificere omfanget af fangst af CO₂ fra atmosfæren som et resultat af fjernelse af CO₂ fra havvand ved hjælp af et elektrokemisk system til direkte CO₂-opsamling fra havet (direct ocean capture).

"Vi ønsker at undersøge udviklingen af et offshore, selvstændigt system til direkte fangst fra havvand, som kan fjerne CO₂ fra havvandet på en effektiv og økonomisk rentabel måde. Særligt ønsker vi at undersøge og validere, hvordan fangst af CO₂ fra atmosfæren hænger sammen med fjernelsen af CO₂ fra havvandet", forklarer de to forskere i deres forslag.  

Ved hjælp af modelleringer og opbygning af en testenhed skal projektet opnå en bedre forståelse af, hvordan CO₂ opfører sig i grænsefladen mellem luft og havvand og i det øverste havlag. En sådan forståelse vil kunne bidrage til den fremtidige udvikling inden for fangst af CO₂ direkte fra havvand.

 

Søgning efter nye termodynamiske hydratpromotorer til gashydratbaseret CO₂-fangstteknologi

Bevilling: 2,86 millioner kr. i 2 år
Adjunkt Behzad Partoon, Institut for Bio- og Kemiteknologi, Aarhus Universitet
Adjunkt Konstantinos Anastasakis, Institut for Bio- og Kemiteknologi, Aarhus Universitet

Behzad Partoon er adjunkt ved Process & Materials Engineering og fokuserer på udvikling af Power-to-X- og CO2-fangstteknologier. Konstantinos Anastasakis er adjunkt i bæredygtige processystemer og fokuserer på udvikling og analyse af integrerede processer til vedvarende brændstoffer og kemikalier, kemisk energilagring (Power-to-X), affaldsvalorisering og bioraffinaderier.

Formålet med deres igangværende undersøgelsesprojekt er at reducere omkostningerne ved CO2-fangst ved at minimere energistraffen.

"Gashydratbaseret teknologi til CO2-fangst kan reducere omkostningerne betydeligt ved at reducere processens "energistraf" (energy penalty) med op til 50%. Gashydratproduktion er en termodynamisk drevet proces. Vi ønsker at finde bedre egnede termodynamiske promotorer og undersøge deres rolle i udviklingen af en gashydratbaseret CO2-fangstsproces," forklarer forskerne i deres forslag.

Gruppen planlægger at udføre en tekno-økonomisk vurdering af teknologien for at estimere den interne afkastgrad (IRR), nutidsværdien (NPV) samt minimumsprisen for opsamling af CO₂. Målet med projektet er fremme forskning og udvikling med henblik på videreudvikling og industriel anvendelse af gashydratbaseret CO₂-fangstteknologi, så teknologien kan blive en levedygtig løsning til reduktion af CO-udledninger.

De fem projekter er planlagt til at starte i løbet af sommeren i år.