En kemists funderingar

Dagens gästinlägg kommer från Hans Hällström som varit aktiv i diskussionerna kring bland annat vätgaslagring mm under namnet Hans H. Hans har en civilingenjörsexamen inom kemi från KTH och har länge arbetar för AkzoNobel inom flera olika enheter fram till pensionen.

 


 

Som kemist tycker jag att den fanatiska jakten på koldioxidutsläpp är löjlig. Men följer vi ändå det spåret har jag följande personliga kommentarer:

vikt och volym

Energi kan lagras i varierande grad i olika kemikalier. Vätgas har som gas vid atmosfärstryck oerhört lite lagrad energi per volymenhet. Inte ens vid 200 bars tryck är den nämnvärt konkurrenskraftig ur volymsynpunkt. Och nu börjar tankarna väga en hel del…flytande vätgas vid -253 grader kan vi helt glömma. Kolväten däremot är fantastiska energibärare!

Batterier har vi kemister forskat på i mer än hundra år. De har ursprungligen varit MYCKET tunga med låg energitäthet per viktenhet (blyackumulatorer). Senare klart lättare, men fortfarande tunga per energienhet (Li-ion). Dyrt. För rörliga fordon ställer man sig frågan om det är särskilt vettigt att åka omkring med batterier som ökar vikten väsentligt och som innehåller exotiska metaller? Eller med voluminösa vätgastankar?

vätgas eller ammoniak

Sjöfarten har tänkt till och insett att man för långa transporter tappar för mycket lastvolym om man ska ha vätgas för hela resan. Och det är ju inte en så lätt-tankad produkt i stora kvantiteter i hamnstäder i utvecklingsländer…lagringstankarna igen!

Under andra världskriget kördes bussar på ammoniak i Belgien. Sedan dess har motortekniken utvecklats kraftigt och tror inte det går så bra med dagens dieslar. Sjöfarten bygger för närvarande nya fartyg för långa distanser baserade på metan som bränsle. I Stockholm har vi sedan ett par år kunnat se Finlandsfärjan Viking Grace köra på detta bränsle. Trevligt.

viking energy
Viking Energy, snart med en bränslecell för ammoniak på 2MW (2024)

Men sjöfart har mycket lång planeringshorisont och de har redan nu deklarerat att nästa generations fartyg inte ska gå på väte – utan på ammoniak som har väsentligt högre energitäthet. Och börjat planera för detta. Motorerna bör hinna optimeras för bränslet till dess tror man. Stora kvantiteter ammoniak lagras och skeppas idag. Känd teknik. Ett extra steg vid tillverkningen men klart enklare hantering av bränslet, ett extra steg i tillverkningen kostar förstås. Men det man förlorar på gungorna tar man kanske igen på karusellen? Oavsett det anser man i sjöfartskretsar att det är enda vägen långväga transporter kan bli koldioxidfria. Bränsleceller i stor skala för ammoniak till el för direkt eldrift är ny oprövad teknik. Vi får se om tekniskt/ekonomiskt en möjlighet?

Ammoniak tillverkas idag vid ca, 130 bar/450 grader i fabriksenheter med 1 Mton i årlig kapacitet. Vätgas genereras “in line” kontinuerligt ur metans sönderdelning med vatten till vätgas och kolmonoxid – varefter luft tillsätts. Kolmonoxiden oxideras till koldioxid av luftens syrgas och blir alltså en sidoprodukt av att man utnyttjat metan som vätgaskälla. Idag en tekniskt ekonomiskt väl fungerande process.

Man kan fråga sig hur mycket arbete som krävs innan en teknisk/ekonomisk bra process baserad på bara ren vätgas (bara därför att som i Porsgrunn blanda i 1 % ren vätgas av vätgasmängden i den i övrigt metanbaserade blandgasströmmen är busenkelt. Men med BARA ren vätgas hamnar man med lufttillflödet som behövs för kvävets skull i knallgasområdet. Så här finns en del att göra med processen…) genom elektrolys finns framme? Och då lämpligen även med ren kvävgas in i reaktorerna. Denna kan utvinnas ur luften genom utkylning av syret – ett steg till…  Vi talar sannolikt om en rätt hög elförbrukning (kompressorer). Basråvarorna kväve och väte måste ju passera reaktorerna flera ggr med mellanliggande utkylning av ammoniak gör att få upp omsättningen (jämvikter…). Min gissning utan att vara insatt o några detaljer är att detta kommer att ta tid … under vilken tid metanbaserad ammoniak får göra tjänst.

fast eller flytande

Små Gen-IV SMR borde vara högintressanta för elen och värmebehovet. Därmed kommer vi in på en annan erfarenhet som alla industriella kemister har med sig som ryggmärgsreflex: Undvik processer med fasta material om du inte söker utmaningar… (Undantaget om det handlar om förbränning så gott som helt vid hög temperatur.)

Fasta ämnen ändrar vid reaktioner sin fysiska form. Är det fråga om enbart ytor som ska reagera finns alltid risken att dessa med tiden blir allt ineffektivare genom förgiftning medelst sidoreaktioner – som sällan går att enkelt reversera eller “tvätta bort”. Även kärnkraft baserad på MOX-bränslekutsar lider av detta materialproblem. I takt med att uranet sönderfaller ändras fysiken för kutsen. Och dimensioner är ju avgörande för neutron-infångningsprocessen. Redan efter max 2 % utnyttjande av ingående uran tas bränslestavarna med kutsarna ut för att idag avses deponeras. Vilket slöseri.

Vi har en stor outnyttjad reserv i “utbränt” kärnbränsle. Kan vi utnyttja denna slipper vi ifrån att “gruvbryta” ny uran under lång tid! Att i en anläggning av typ Sellafield upparbeta detta med diverse kemiska separationer och göra nytt MOX-bränsle ser jag som en omöjlig framtidslösning. Dels därför att detta kan ge rent plutonium (potentiellt användbart till kärnvapen)… dels därför att det är ett rätt komplicerat slaskande med olika vätskor och där man i slutändan släpper en del sådana radioaktiva lösningar till havet. Även om rädslan för detta avfall är överdrivet så finns en enorm uppförsbacke rent psykologiskt här!

Vårt utbrända kärnbränsle måste kunna blandas in i saltsmälta eller en lösning som dom är. Kan för lite om detta – får läsa på mer i takt med vad mina ögon orkar (glaukom) i de utmärkta presentationer som gjorts av andra här på bloggen.

Kommentarer

Kommentera längst ner på sidan.

  1. Lars Cornell

    Tack för det Hans. Det gäller att hitta den bästa kompromissen, ämne + hantering + motor. Ju mer jag tänker på det sättet desto högre seglar metanol upp som bästa kompromiss.
    Har du någon uppfattning hur man kan ‘suga upp’ vätgas som i Hysilabs?

  2. mattias

    #1 Metanol är nog inte fel. Har sedan länge förespråkats av nobelpristagaren i kemi George Olah: https://en.wikipedia.org/wiki/George_Andrew_Olah

  3. Vad kostar ammoniak?

    Jag försökte hitta lite siffror och kommer fram till ca 5000:-/ton dvs 5:-/kg och det är på bulk. Energiinnehållet per kg är väl häften jämfört med diesel så det skulle betyda 10 :- per diesel kg. Hur står sig det i jämförelse med diesel för fartyg?

  4. Jonas

    Intressant läsning.

    Jag antar att tanken är att använda vätgas från elektrolys ?
    Annars har man ju kvar fossilt+ koldioxidutsläpp. Man har bara flyttat utsläppet från båtens skorsten till fabriken som tillverkar ammoniak .. eller ?

  5. Tack Hans H.

    Vi märker ju när det plötsligt kommer in ny sakkunskap, ofta baserad på yrkeserfarenhet bland kommentarerna på vår blogg.

    Det är flera saker du skriver som roar mig. För ett antal år sedan kom jag in på ammoniak som en intressant kemisk förening. Det verkar på sättoch vis vara den substans som är mest lik vatten, framför allt i, vill jag minnas, värmekapacitet.

    Jag har också roat mig med att “undra” om det på en annan planet, förmodligen i ett annat planetsystem, skulle kunna finnas liv baserat på ammoniak istället för vatten. Det skulle, om det vore möjligt, förmodligen vara ett långsammare liv, antingen på grund av att det skulle vara ammoniaks kokpunkt vid aktuellt tryck som var 0 på deras skala, och dels för att syre är så mycket mer reaktivt. Jag har inte försökt att gå vidare utan nöjt mig med att undra.

    Du skriver att kemister undviker fasta material, något som får mig att minnas en fråga till en kemist — vari liggerskillanden på de s.k. nanopartikler som nanofysiker framställer (och som jag kallar molekyler) och det kemister gör. Det svar jag fick var att kemister vanligen arbetar med “lösningar” — där reaktionerna sker.

    Slutligen vill jag nämna en annan avmina “käpphästar”. Den utgick ifrån energitätheter där för mig ordningen är

    kärnreaktioner > kovalenta bindningar > fasövergångar > värme > mekanisk energi

    En följd av detta är för mig att när det gäller exempelvis biobränslen så är mekanisk bearbetning alltid tillåten, men man ska undvika kemiska processer som påverkar kovalenta bindningar. Antingen kräver de mycket energi eller så alstras det onödigt mycket värme.

    Tack igen för ett intressant inlägg som gav mig ett tillfälle att få skriva om saker som roar mig.

  6. LasseLu

    Vilka avgaser får man vid förbränning av ammoniak? Jo nitrösa gaser som man inte vill ha.
    Jag ifrågasätter också framställning av metanol från koldioxid och vatten som nämnts tidigare.

  7. Lasse

    Ny kunskap nya tankar-Tack.
    En princip är väl att nya lösningar skall testas i lagom stor skala innan den införs.
    Erfarna från Gobigas kan kanske utveckla den principen?

    Kom in på en Youtube presentation om surt regn som visade hur vi reagerade när SO2 och N renades bort.
    https://www.youtube.com/watch?v=WIdWjqZsGgg

  8. Hans H.

    #1, Lars Cornell

    Hela grejen med vätgas eller ammoniak är att undvika koldioxidildning.

    Alternativet är ju metanol ur biobränslen. Då kommer tillgänglighet och process för bioråvaran med som en väsentlig faktor. Vi har metan ur matavfall, en rätt “koncentrerad”
    råvarukälla i städer och måste ju ändå tas om hand.

    Vi kan också tänka oss endera odlade snabbväxande ettårsgrödor på jordar som inte direkt behövs för matproduktion eller bete. Vi har en hel del nerlagda jordbruk i Sverige, framförallt norröver. Eller halm. Finns ett logistiskt problem. Röta halmen lokalt vid varje jordbruk? Hur hantera metangasen som bildas på ett vettigt sätt? En enkel direkt förvandling till el är en möjlighet. Motorn som går på gas ska helst vara direkt en generator. Så enkelt som möjligt. Den “motorgenerator” med lnjär reverserande axelrörelse som någon presenterade här på bloggen nyligen kan li intressant. Om nkel och driftsäker kan den få stor avsättning i inre Afrika t ex. Skalan för tillverkning kan kanske bli tillräcklig. Var dessutom modulbyggd.

    Alla andra “metan ur jordbruksavfall fallerar ha intresse på annat än lokal novå där metanet kan spara energi för uppvärmning. Konkurrerar med lokalt fastbränsle… Man har väl provat gå ihop ett antal större gådar som ligger nära varandra i Halland och tittat på rörsystem för gasen som alternativ till att köra halmen med fordon till central plats. Utvecklingen verkar gå trögt.
    .

  9. Hans H.

    “2 matthias

    Se mitt svar ovan till #1

  10. Hans H.

    #4 Jonas

    Ja, man tänker sig att vätgasen ska komma från elektrolys. Försökte säga något om de norska försöken som pågår i mitt huvudinlägg, men ser så dåligt och märkte inte att texten blev otydlig. Man blandar i lite elektrolystillverkat rent väte i den gasström man får sedan man termismiskt sönderdelat metan plus vatten till vätgas plus kolmonooxid i fabriken i Porsgrunn. Så länge detta görs i liten skala har man enkelt en viss mängd “grön ammoniak”. Som kommer driva försöksfartyget.med dess ammoniakbränslecell. Jag tror inte uppskalningen blir helt smärtfri…

    Men koldioxidfundamentalisterna är temporärt tysta och nöjda

  11. Håkan Bergman

    Hans H. #8
    ‘Vi har metan ur matavfall, en rätt “koncentrerad”
    råvarukälla i städer och måste ju ändå tas om hand.’

    Så värst koncentrerad är den väl inte, sen möts vi av dubbla om inte tredubbla budskap, minska matsvinnet, ät mera, helst enbart, vegetariskt och lägg matresterna i separata kärl. Vill man bidra till biogasproduktion med sina matrester vill det till att man kastar mycket mat och helst högvärdig animalisk dito.

  12. Hans H.

    #6, LasseLu

    Sönderdelningen av ammoniak i en bränslecell ger enbart kvävgas plus vatten.

    Bildning av Nox (nitrösa gaser) är en i rätt låg grad förekommande sidoreaktion när förbränning sker vid högt tryck/temperatur som i en dieselmotor. En klart irriterande avgasprodukt som dessutom försurar atmosfären. Kan renas bort rätt enkelt ur avgaserna med urealösning. Görs i stor skala för många dieselfordon i Tyskland. Ett fartyg har inga svårigheter med dylik reningsutrustning – om de nu inte lyckas med bränslecelltekniken.

    Jag tror – utan att veta – att det möjligen kan vara lättare göra enkla bränsleceller för ammoniak jämfört med för metanol. Betydligt nyare utvecklingsområde.

  13. Hans H.

    #11, Håkan Bergman

    Matsvinnet måste ju ändå samlas in (alla kan inte förmultna det i gnagarsäker förmultning i sin trädgård…). Så körs till reningsverk. Ingen skillnad köra det till metanproduktionsplats. Görs ju redan idag. Men visst är det en faktor att det inte räcker så långt… Jag är ingen som tror att det är “lösningen” som antyddes ovan i tråden.

  14. Jonas

    #10 Hans H

    Tack för svaret. Nu förstår jag hur man tänkt.

    Måste säga att jag tycker det låter dyrt, men pengar verkar ju aldrig vara något problem för koldioxidfundamentalister.

    Jag skulle vilja att alla som är så entusiastiska över “grön omställning” talade om vilken levnadsstandard vi kommer ha i det “gröna samhället”.

  15. Hans H.

    #5, Sten Kaiser

    Nanopartiklar är ett ämne för ett lite för långt inlägg egentligen. Men först: det är inte fysiker som gör dessa utan kemister. Hade nära beröring med nanopartiklar på kiselbas som vi tillvekade i vattenfas med en mägd olika typer och koncentrationer i skalan mer än hundra tusen ton per år. Med partikelstorlekar från så små att ljuset inte bröts – såg ut som vatten alltså – till soler med vitt utseende. Haltena kunde variera starkt, de minsta partikelstorlekarna gjordes i lägst koncentration. Säg att vi hade i snitt 10% som halt.

    Går utmärkt att fälla ut guld och silversoler ur lösningar av dessa ämnen. Diverse mirakelmediciner förekommer…

    När partiklar blir ytterst små så lkar deras yta till att bli väldigt stor. Och, ja det är partiklar vi pratar om. inte molekyler i lösning som du tycks tro Sten. Ett rätt stort antal utfälda molekyler bildar partikeln, men dimensionen på partikeln är ändå mycket liten!

    Ordet nanopartiklar säger att det handlar om diametrar i nanometerklassen. Ordet missbrukas ibland där man nött fram partiklar i mikrometerklassen.

    Nanoteknologi är ett område som växer takt med att man lär sig göra skräddarsydda partiklar för olika ändamål.

  16. Hans H.

    #14 Jonas

    Dyrt, javisst. Frågan är dock om det blir dyrare än vätgas sedan alla kostnader för “rörliga” dydtem vägts in. Distribution och lagring av vätgas är problematiskt. Och sjöfarten har som sagt utesluteit vätgasen som framtida lösning.

    Det som pågår i Norge är ett planerat pilotprojekt

  17. Hans H.

    #14 Jonas

    Dyrt, javisst. Frågan är dock om det blir dyrare än vätgas sedan alla kostnader för “rörliga” system vägts in. Distribution och lagring av vätgas är problematiskt. Och sjöfarten har som sagt utesluteit vätgasen som framtida lösning.

    Det som pågår i Norge är ett planerat pilotprojekt

  18. Hans H. #15

    Det är underbart att utbyta tankar med någon som verkligen vat vad han talar om. När det gäller nanopartiklar så finns ju specialiseringen “nanofysik” där exempelvis Maria Strömme här i Uppsala är en av stjärnorna.

    Det du säger om partiklar i lösning “stärker” det “min kemist” sa om att kemister arbetar med “reaktioner i lösningar”.

    Jag har två frågor. Den första är vad som skiljer en “partikel” från en molekyl? (Min gissning är att “svagare bindningar än kovalenta” är viktiga i en “partikel”, medan en molekyl “definieras av sina kovalenta bindningar” — rätt eller fel?)

    Den andra frågan är om flytande ammoniak är ett polärt eller opolärt lösningsmedel?

  19. #5, Sten Kaijser

    Kol, Kväve, Syre med atomvikteerna 12, 14 respektive 16 är tre enkla atomer.

    Deras enklaste föreningar med väte är metan, CH4, ammoniak, NH3 och vatten H2O. Men de kovalenta bindningarna har olika styrka.

    Vi kan sönderdela de bägge förstnämnda. N2, kvävgas är en mycket stabil molekyl, inert brukar man säga. Inte ens vid sönderdelning i närvaro av luft – “förbränning” bildas särskilt mycket NOx, kväveoxider, ens vid hög temperatur i en dieselkammare.

    Kolhaltoga föreningar bildar däremot mycket gärna den av somliga så förhatliga koldioxiden vid förbränning i luft.

    Det är inte så enkelt som att säga att kväve och kol har ungefär samma molekylvikt och att CH4 bjuder på fyra väten medan NH3, ammoniak bara bjuder på tre vid sönderdelning. Men som en första mycket grov approximation för intresset för denna enkla molekyl och dess energiinnehåll kan det kanske duga.

    Bägge gaserna kan ju kondenseras. dock kräver metan klart lägre temperatur. Krafterna mellan de enskilda molekylerna spekar stor roll här. Det är fullt möjligt med “liv” dom utnyttjar annan kemi än den kolbaderade som vi är vana med. Och där fotosyntesen spelar roll. Nere på stort djup i världshaven finns inget lkus. Det finns bakterier somlever där som får sin energi genom andra kemiska reaktioner. Svavelföreningar t ex. Svavelväte är också en rätt enkel molekyl…

    Kul att spekulera, som men jag kan egentligen inget om detta. Finns kanske någon annan här på tråden med djupa kunskaper. Efterfrågas ju inom astronomin då främmande planeters möjliga livsformer diskuteras.
    Förbränning alternativt kan ske med eller utan syre

  20. Lasse11

    Förstår fortfarande inte varför inte göra Syngas ur H2O och CO2. Sen kan man göra alla nuvarnde bränslen ur syngas. (Fischer – Tropsch) Vad jag förstår åtgår mindre energi än att utvinna H2 ? Sen kan all nuvarande infrastruktur användas. Samt nuvarande frdon, fartyg , flygplan mm. Problemet är väl liknande som för Vätgas genom electrolys , för mycket energi går åt ? Men all nuvarande infrastruktur för lagring och transport kan användas.

  21. Hans H.

    #18, Sten Kaijser

    Finns ju en värld i gränsområdet mellan fysik och kemi med. Peter Stilbs här på tråden är ju prof. em. i fysikalisk kemi

    En nanopartikel består av ett mycket stort antal atomer eller molekyler, där molekylstorleken i sig inte får kallas “polymer”. Dvs bestå av ett ibland oräkneligt antal merer, enheter.

    När du går från Ångström (anståndet mellan enskilda atomer mäts ju oftast i detta mått, 0,1 nm) till nm och vidare till tiotals nm så ökar ju partikelns volym med kubiken. Så 30 nm har tusen ggr så stor voöym som 3 nm. och 3 nm har tusen ggr så dtor volym som något med 3 Å i diameter. Det senare är något under de allra flesta enkla atomer och molekyler, men ändå i samma storleksordning. Så du får ett grepp om hur många små molekyler det skulle kunna finnas i 30 nm. Som i sin tur är väldigt litet ännu. Jämför vi med t ex det virus alla pratar om så har det vill jag minnas några hundra nm i diameter. Och förekommer ofta i mycket små vattendroppar som flera stycken. Dessa droppar är ändå så små att vi pratar om aerosoler, droppar som kan hålla sig svävande länge. “Luftburen smitta” – som skiljer sig avsevärt från de uthistade slemdroppar vi har vid droppsmotta, där de dropparna faller mycket snabbt till marken och där ett enkelt visir eller en plexiglasskärm har stoppande effekt. Aerosolsmitta sprider sig liknande tobaksrök.

  22. Hans H.

    #1, Lars Cornell

    Vet inget närmare om Hysilabs.

    Men dess fördel jämfört med “trycklös vätgas” tyckte jag mig förstå låg i 7 ggr så mycket vätgas per trycklös volym. Är denna min siffra riktig har vi fortfarande ett enormt lågt energiinnehåll per volymsenhet.

    Sen förstår jag inte riktigt vad det bygger på. Adsorption inne i något poröst fast material med så liten partikeldiameter att pulvret kan pumpas? Zeolit? Eller något liknande?

    Om en hyggligt stark adsorption mot inre ytor sker – som i zeolit – så måste något till för att frigöra, desorbera. Värme t ex. Här sägs att inget behövs, ja, men hur stannar då vätet kvar? Mycket som är oklart…. Inget jag tror har betydelse för storskalig energianvändning av vätgas.

  23. Mats Kälvemark

    När jag läser detta inläggs kommentarer blir jag förundrad och förvånad! Vi som följer denna blogg bör ha bibehållet sinne för proportioner och inte vara likgiltiga för kostnader. Vidare så vet vi att CO2:s klimatpåverkan är försvinnande liten bevisat genom alla falsifierade IPCC-modeller och ett TCR som vetenskapen över tid dramatiskt har graderat ner i storleksordning. En grads värmning ytterligare till år 2100 välkomnas av de flesta. Verkligheten visar också över tid att inga av aktivisternas hot realiseras och med alla mått mätt har mänskligheten fått det mycket bättre sedan slutet av lilla istiden. Mycket, mycket bättre. Tack vare bl.a. fossil energibas, som fortfarande står för drygt 80% av den globala energiproduktionen. Så vårt fokus bör ju vara att stoppa alla meningslösa och drakoniskt kostsamma omställningsåtgärder med syfte att eliminera CO2-utsläpp. Det som pågår drabbar framförallt västvärldens ekonomi med EU i spetsen och numera följt av Bidens USA. Kina och Ryssland ler i mjugg åt detta infantila självskadebeteende. Åter till verkligheten, verkligheten!

  24. T Back

    #23
    Precis! Håller helt med dig Mats.

  25. Lasse

    OT
    #23 Håller med och kan rekommendera denna:
    https://sverigesradio.se/avsnitt/1706431
    Fredrik Charpentier Ljungqvist ser med en historikers ögon på klimatet och transporters betydelse för vårt välstånd och för att förhindra svält.
    Vetenskapsradions reporter börjar stamma när denna verklighet presenteras 😉

  26. Hans H.

    #23, #24, #25

    Så gott som samtliga på denna blogg – med endast sällsynta undantag – delar samma uppfattning. Att koldioxidraseriet är idiotiskt. Och att vad gäller särskilt transporter är det endast klumpiga eller dyra alternativ i sikte.

    Men nu var det inte ämnet för bloggen idag, utan frågan hur en kemist ser på de krampaktiga försök som görs att bli “fossilfria” inom transportverksamheten. Rätt korkade de flesta.

    Som kemist ser jag sådana petroleumråvaror som vi har att tillgå som en mycket bra resurs för att göra värdefulla kemikalier. Att direkt elda upp dom för stationära uppvärmningsändamål ser jag som slöseri med en värdefull resurs. Där ser jag gärna att man isolerar hus väl och också i vårt kalla klimat utnyttjar t ex värmepumpsteknik.

  27. Mats K #23,

    Jag ser det som så att på lång sikt (säg 80 år) så kommer kostnaderna för att utvinna olja att öka och kanske att bli utkonkurrerade av andra drivmedel. Väte verkar vara ett orimligt alternativ och många bilbolag har prövat den idén redan på 80-talet och förkastat den. Men nog bör det finnas flytande och energitäta drivmedel som kan framställas billigare när vi väl har gott om billig kärnkraftsenergi i framtiden? Kanske ammoniak vore något?

  28. Mats Kälvemark

    #26 Hans H.
    Sorry Hans, tänkte inte på det! Bra inlägg, men vi kan ju hoppas att vi vad gäller energiproduktion i alla former kommer tillbaka till fossilspåret + kkv.
    Sedan kan man ju fundera om fossilt är en ändlig resurs som vi tror idag (räcker kanske 150-200 år?) eller om det t.o.m. pågår nybildning? Någon som vet?

  29. Hans H.

    #20, Lasse11

    Syngas – vars väsenrliga delkomponenter är vätgas och kolmonoxid, men som kan få innehålla spår av koldioxid och vatten är en bra gasblandning.

    Men görs inte ur koldioxid och vatten. En rejäl kolkälla behövs. Det kan du förstå redan av att fundera lote över stökiometrin i ditt förslag… Kolkällan kan vara metan som i nästan alla ammoniak och metanolprocesser i världen idag. Men även rent kol eller cellulosabaserad råvara. Metanbaserad syngas körs totalt i en skala runt hundra miljoner ton.

    Den ammoniakprocess jag flyktigt hänvisade till i huvudinlägget tillverkar alltså sungas in line i processen.

    Vore livet så enkelt som du tycks tro så hade man redan kört detta världen över, det kan du vara förvissad om!

  30. jensen

    Mats 23

    En grads , för att inte säga 2 C, uppvärmning ihågkommes även med värme.
    Kanske inte av de flesta, men av många insatta.

    https://www.thegwpf.com/roman-warm-period-was-2c-warmer-than-today-new-study/

  31. Lasse

    #26 Sorry
    Vad jag skulle vilja se är en nykter syn på de olika energibärarnas användningsområden.
    Raketer kan drivas med syrgas. Där är det dumt att föreslå koldrift.
    Vi kommer i framtiden att vara beroende av olika energibärare och det är rimligt att vissa är mindre lämpliga än andra.
    Lagringsproblematiken, energiförluster och annat.
    Metanolförespråkaren Björn Gillberg är aktiv på nätet.

    Vad säger kemisten om metanol i tankarna?

  32. Gunnar Strandell

    mattias #1
    Tack för den!
    För fem-sex år sedan läste jag ett häfte George Olah skrivit. Det låg och “skräpade” på Scanias avdelning för “feasibility studies” och upplevdes som en störning, då det var etanol som ett par kunder efterfrågade.

    Wikipedia antyder att det finns en diskussion om metanol istället för väte.

    “In 2005, Olah wrote an essay promoting the methanol economy in which he suggested that methanol could be produced from hydrogen gas (H2) and industrially derived or atmospheric carbon dioxide (CO2), using energy from renewable sources to power the production process.”

    Den som lever får se.

  33. Tack Hans H för en kemists tankar och funderingar. Kommer ihåg att jag läste “Neuen Kraftstoffen auf der Spur. Alternative Kraftstoffe für Kraftfahrzeuge (https://www.amazon.de/Neuen-Kraftstoffen-Alternative-Kraftstoffe-Kraftfahrzeuge/dp/3872530992) (som tog upp metanol och vätgas som framtidens energibärare) på 70-talet då jag jobbade med förbränningskemi på Nitro Nobel Kemi. Verkar dock inte som utvecklingen gått lika raskt här som på andra håll inom ny teknik.

    Själv lämnade jag ju detta område då jag övergick till finkemi och läkemedel inom Bofors Nobel i Karlskoga för att sedan syssla med undervisning. De senaste tio åren har jag som pensionär ägnat åt att ge ungdomar (åk 5 och åk 8) här i Karlskoga lite mer balanserad kunskap i kemi och miljö med kemishower på Alfred Nobels Björkborn. Vi ser då en hel del bra kunskap bland ungdomarna om kemi och fysik men också en hel del effekter av indoktrinering om klimat som vi försöker rätta till

  34. Hans H.

    #27 Ingemar Nordin

    Håller med dig, på sikt blir nog framför allt olja och gas allt dyrare.

    Jag ogillar starkt att dessa ämnen bränns upp för att generera bara värme! Kärnkraft är det självklara valet i vårt klimat och vi ska givetvis utnyttja både elen och värmen.

    Olja och gas är värdefulla för transporter och petrokemi och jag önskar att de räcker så länge som möjligt. På transportsidan blir hela tiden motorerna allt effektivare. Bra. Det finns också områden där fordonen hellre kan drivas med annat. Gas och el t ex. När etanolhypen slog till försökte jag propagera för metanol som åtminstone bättre än etanol. Att driva flyget med batterier är ren idioti.

    Kemi är en bransch som leverera väldigt lite av produkterna till privata konsumenter, Som bland annat därför har dålig känsla för vad kemin egentligen spelar för roll för vårt välstånd. Konstgödsel möjligen undantaget – hos de som ännu har någon relation till matproduktionen. Att konstgödsel mycket starkt bidragit till att vi klarar att föda de miljarder människor vi nu har, är faktiskt en del medvetna om. Andra – miljöpartister – anser att vi enbart ska återföra “naturligt” gödsel till åkrarna….

    Kemikalier är alltså oftast insatsvaror vid annan industriell tillverkning, Och när folk i allmänhet pratar om kemikalier så är det “gifter” och “naturfrämmande” och “förstör miljön” som kommer på tapeten.

    Sen finns en märklig indelning i vad som är kemikalier och vad som inte är det. Så låt mig slå fast: Bränslen är definitivt kemi. Oavsett vilken sort, oavsett fossila eller växande grödor eller uran. Ja, kärnkemi ÄR kemi. Läkemedel är kemikalier. Mat består av kemikalier. När vi tillagar den utför vi kemiska reaktioner.

    Fotosyntesen är en kemisk process, nödvändig för allt liv på jorden.. DNA och RNA är kemiska polymermolekyler, Vilka bedriver batteriutvecklingen? Eller bränslecellsutvecklingen? Jo kemister – det handlar ju om kemi.

    Plast är inte ETT ämne – lika lite som metall är ett enda ämne. För metaller har folk i gemen lärt sig skilja på ett rätt stort antal sorter. Metaller är för övrigt också kemikalier. Ett typiskt exempel på där man drar allt över en kam är den billigaste plasten, polyeten, som görs till liktydigt med plast. Men nylon är inte plast, det är nylon. Och Terylenefibrer är inte plast, det är syntetfibrer. Undrar vad Kevlar i skottsäkra västar är?

    Kemister från industrin yttrar sig ytterst sällan i den allmänna samhällsdebatten – i Sverige! Vi vet att kunskapsnivån hos allmänheten är låg och att vi har en stor uppförsbacke med det dåliga ryktets svartmålning. Bättre verka men inte synas alltså. Därför är sådana som jag mycket ovana att uttrycka oss kort och kärnfullt så folk utan kunskaper begriper budskapet! Ber om ursäkt för det, men har noll träning! Är dessutom numera en synsvag gammal gubbe.

  35. Hans H.

    #31, Lasse

    Sorry, men att raketer kan drivas med bara flytande syrgas har du missuppfattat. Syrgas i sig är inte ett ämne som som t ex sönderfaller under stor energiutveckling. Däremot sker förbränning – oxidation – av andra ämnen oerhört mycket bättre med syrgas än med luft. Som ju “spär ut” processen med fyra molekyler inert kväve för varje akriv molekyl syre.

    Det finns instabila ämnen som innehåller bundet syre och kan sönderfalla explosivt. Reaktionsprodukten mellan väteperoxid och aceton t ex. Vanligen blandar man dock de med ett annat ämne. Typ ammoniumnitrat (gödningsmedel) blandat med dieselolja.

    Raketdrift handlar mycket om så stor energi som möjligt väldigt snabbt. Till lägsta vikt. Men också i viss mån om styrbarhet och säkerhet. Inte helt enkel kemi…

  36. Lasse

    #34 Hans H
    Du gör verkligen reklam för Kemin med den äran!

    Att kemi förknippas med föroreningar är kanske gamla synder som spökar. (https://www.svt.se/nyheter/lokalt/helsingborg/har-ar-halen-som-ska-satta-punkt-for-giftskandalen)

    Det behövs bra kemister lite överallt, själv såg jag gärna nån som klarade av att minska påväxten på båten på ett miljövänligt sätt, vilket kanske är omöjligt. Mekanisk tvättning gäller för båtar numera!
    #35 ok det var raketforskning!

  37. Hans H.

    Metanol?

    Jag har redan nämnt att jag förespråkade metanol- inblandning hellre än den idiotiska etanoldrift som byggdes upp för 25 år sedan och nu har försvunnit.

    Först: inblandning hade gjort extra tanken på mackarna helt onödig (pumplagen och mackdöden i glesbygden…). Och hade inte SAAB satsat på att utveckla en motor bara för etanoldrift (E85) utan satt in krafterna på en diesel som efterfrågades på exportmarknaderna hade kanske SAAB överlevt. Finland valde inblandning enbart.

    Idag tycker jag att metanol kan komma till användning men det är inte lösningen med stort L. Vad ska den göras av? De jämföreslsevis “små” lokala råvarukällor som vi har i Sverige -matavfall är en sådan, kan hellre göra gas för lokal stadstrafik. Pratar vi biologiskt restavfall eller specialenergigrödor på icke livsmedelsmark anser jag att den gas som kan tas fram lokalt hellre ska distribueras i energiformen el. Varje lokal bonde har elanslutning och det bör gå att utveckla tekniken förbränning till el väsentligt mer än idag. Och då menar jag inte bränsleceller utan enklaa generatorer

  38. #28 Mats Kälvemark

    Olja finns det nog rätt så mycket av men det finns ännu mera kol.

    Vad kommer hända då länder som Polen men en massa kol och snart kärnkraft ser priset på flytande diesel gå upp? De kommer nog att bygga raffinaderier som producerar diesel från kol. Finns redan mycket av detta (Sydafrika, Kina) men hur mycket kommer det inte finnas när man kan ha en gen-IV reaktor som levererar 600 grader?

  39. Lars Cornell

    Hans # 34 – Utmärkt!
    Lasse #36 – Mekanisk tvätt. Jag har båten i året runt. Höst och vår blir det en del körning i is. Då skrapas tulpaner och annat skräp effektivt av. Rekommenderar då rostfri propeller, Al blir som vissna rosenblad som vackert faller till botten.

    Men, om även kärnkraft är kemi. Då vet jag inte gränsen och definitionen mellan kemi och fysik. Kärnkemi? Kärnfysik?

  40. Hans H.

    #28, Mats Kälvenmark

    Tiden för nybildning av olja?

    Tyckte tty häromdan beträffande torvbildning skrev att inte ens 150.000 år räckte. (om jag minns rätt). Och tiden till olja är ännu längre.

    Kärnkemi mot kärnfysik? Gränserna naturligtvis flytande. Men vi har ett periodiskt system med grundämnen och olika isotoper av dessa. Med olika sammansättning av kärnorna och olika starkt sammanhållande krafter. Sen sönderfaller ett grundämne med en meknism och blir ett annat grundämne. Det grundläggande här är kärmlemin i ,om värld. Sen har vi sådant som t ex gammastrålningen och dess egenskaper. Då tycker jag det är kärnfysik. Att börja bombardera en viss isotop med t ex neutroner, det är kärnfysik tycker jag. Lite som med läkemedel. Själva läkemedlet är en kemikalie. <hur den bär sig åt för at verka i kroppen kan innehålla biokemi, men också fysiologi. . Vi ska passera en cellvägg t ex med ett läkemedel så det kommer in i cellen. Här finns både biokemi och fysiologi. Ämnet kan t ex vara ett protein. En polymermolekyl av speciellt slag. Vars form kan kraftigt påverkas av relativt små ändringar i t ex omgivningens pH. Molekylen kan därvid ändra form. Så "nyckeln passar i låset". En biokemist skulle då kunna göra datasimuleringar på konformationen på den stora polymermoöelylen med t ex random walk. Det är mycket i dagens FoU som ligger i gränslndet mllan flera oöpla discipliner.

    Men att hålla på att bygga cyklotroner och sånt där och studera delar som är under atomen i storlek, det är definitivt kärnfysik. I kemins värld har varje grundämnes isotoper definierade kemiska egenskaper. Därunder finns byggstenarna som är lika för allt. Elektroner, neutroner, positroner, ända ner till kvarkar och annat som inte fanns när jag studerade på KTH. Och som jag inte ens vet namnet på.

    Är separaton av U235 från U238 genom att först omvandla det till UF6, uranhexafluorid, och sedan utnyttja dessa molekylers aningen olika separationsegenskaper i gasfas i en oerhört snabb ultracentrifug kemi eller fysik eller båda delatna? Jag lutar åt det senare.

  41. Tudor

    # 38 Johan Montelius

    Ja, så har jag också tänkt. Om ny modern och effektiv kärnkraft ersätter kolet för elproduktion, kommer efterfrågan på kol att minska och kolpriserna kommer att gå ner. Då blir kolet en billig råvara för framställning av Diesel. Samtidigt blir oljan en allt knappare resurs, vilket ger ökade priser på olja. Diesel kommer att tillverkas av kol istället för olja.

  42. Lars-Eric Bjerke

    #36 Lasse
    “..själv såg jag gärna nån som klarade av att minska påväxten på båten på ett miljövänligt sätt, vilket kanske är omöjligt.”

    Båtorganisationerna har studerat bottenmålning på fritidsbåtar de senaste åren och funnit att i saltvatten är färg innehållande koppar utmärkt både för båt och miljö.

    https://pakryss.se/debatt-sluta-upp-med-klappjakten-pa-bottenmalade-fritidsbatar/

  43. Hans H.

    #38 Johan Montelius #41 Tudor

    Delar helt er uppfattning om möjligheten att Polen kan komma att “obstruera” mot EU´s energipolitiska direktiv.

    Flera gånger har ordet syntesgas (“Syngas”) nämnts på tråden, bland annat av mig själv. Vad är det? Jo, en blandning av de två gaserna H2, våtgas och CO, kolmonoxid. Två små molekyler med de intressanta ingående komponenterna kol och väte i hyggligt reaktiva former. Kolmonoxid är avsevärt mer reaktivt än koldioxid.

    Det är egentligen bara fotosyntesen som klarar använda koldioxid som kemisk byggsten. Och trots idogt forskande de senaste hundra åren har inte gåtorna kring denna process knäckts till fullo så att vi har kunnat ta den i vår tjänst i syntetiska fabriker. En vacker dag kommer det nog att gå…

    Syntesgas-strömmen kan användas till mycket Med rätta betingelser (tryck, temperatur), vid behov tillsatser samt rätt katalysator kan mycket olika kemikalier produceras. Jag nämnde i huvudinlägget dagens ammoniakprocess. Kväve måste givetvis där tillföras men finns ju gratis i luften.

    Kol och väte kan ju ge “kolväteföreningar.”. Dvs all organisk kemis grundbult. Flytande bränslen är är enklare kolväten. Eten och propen likaså, som kan polymeriseras till polyeten och polypropen.

    Idag gör 99% (om inte mer) av all syngas ur metan och vattenånga. En molekyl CH4 och en molekyl H20 ger en molekyl CO och 3 molekyler H2. En vätgastik syngasström alltså. Bra för ammoniak där varje kväve drar tre väte…

    Hur ser det ut med kol i fast form som kolkälla? C plus H20 ger CO plus H2. Fine, visserligen mindre väte i syntesgasen, men det behövs inte i många sammanhang – t ex inte för flytande bränslen, enkla kolväteföreningar.

    Men kol är normalt i fast form…vilket alltså är en “utmaning” för kemisten. Som vill kunna styra kemin. Så den reaktion som med metan och vattenånga enkelt kan göras kontinuerligt i en gasström blir direkt “bökigare”. Trots att kol är en så billig “kolkälla” förlorar man på gungorna men tar igen det på karusellen med metan.

    Sydafrika har kolfyndigheter. Men inte naturgas. Under flera decennier var de dessutom i FN-blockad pga apartheid. Så de har praktisk erfarenhet och fungerande processer för kol. Blir kolet för billigt i relation till naturgasen så kan Polen frestas att följa Sydaftikas linje från förr.

  44. Rolf Mellberg

    Mycket intressant inlägg och särskilt så när du mot slutet kommer in på att återanvända kärnavfall men även detta med Molten Salt Reactors.

    Med MSR:s kan man dock notera att det finns flera varianter som t ex;

    1) Att kyla med smält salt men låta bränslet vara i fast form. Här är kanske kinesiska projektet TMSR-SF det mest spännande / ambitiösa / resursstarkaste? Dock är det oroande tyst kring detta arbete.
    Bränslet är i form av Triso-bollar och blir antar jag då upparbetningen traditionell.

    2) Smält salt med flourbaserat salt innehållande bränslet. Typiskt termiska, oftast grafit-modererade, normal med hög halt av torium som breedas till U233. Även här ligger nog kina främst med sitt projekt TMSR-LF. Även detta ganska tyst i media.

    3) Smält salt med klorbaserat salt där det oftast är god andel LWR-avfall man bränner. Med avsikt att knäcka en massa tunga avfallsprodukter brukar sådana reaktorer köra med snabba neutroner.

    Det finns hur mycket som helst att vika ut här, bara en sak vill jag nämna. I fallen 2) och 3) ovan behöver man i många av konstruktionerna hålla sig med en “chemical kidney” d.v.s. upparbetningsanläggning. Men då blir det nog inget “slaskande med vatten” utan snarare pyrokemiska metoder, kanske i kombination med flotationsteknik av vissa fissionsprodukter och avgasning av andra.

    Här kan vi verkligen prata om kemi och fysik och (neutron-) geometri i en skön förening, he he….

    Lärda inlägg från den (som jag förstår saken) mycket erfaren kemist inom området skulle just vara något.

    Bland västerländska (ännu rätt små) spelare inom fältet kan nämnas: Terrestrial energy, Moltex, Flibe Energy, Thorcon, Elysium, Seaborg Technology, Copenhagen atomics, Men Terrapower verkar ha svängt på rodret på sistone. Ryssarna har jag inte koll på.

  45. Hans H.

    #44

    Ja Rolf, intressant att följa. Synd bara att mina ögon lagt av till stor del, så orkar inte läsa en massa. Nu nä jag verkligen har tid och helt lagt av att konsulta med. Jag får lita till dig och andra som följer med utvecklingen!

    Jag uppfattar att tkniken har ett antal frågor att lösa.

    1.) Uranbrytning är mycket impopulärt… betraktas med stor skepsis i allmänhetens ögon.

    2.) Slutförvarsfrågan är också en het potatis – måste elimineras!

    3.) Härdsmälterisken ska bort

    4.) En upparbetning får inte ge möjligheter att ta fram vapenplutonium

    5.) Helst ska man ändra LNT, Linear No Treshold till ett vetenskapligt vettigt gränsvärde. Och i det sammanhanget få folk begripa riskerna med radioaktivitet lite bättre

    Kanske behöver inte alla fem punkterna gå i uppfyllelse, men helst.

    Kan tekniken ta hand om 2.) så bra. Sker det dessutom i form av att vi utnyttjar energin i det dåligt utbrända avfallet så löser vi 1.) samtidigt. Och sparar massa pengar. Rn oerhört tung punkt.

    Om upparbetning ska involveras får den inte ske så 4.) inte innehålles.

    Punkt 3.) bör väl vad jag förstår vara utesluten med lla moderna designer. Men andra risker måste kunna hanteras bra med. Saltsmälta cirkulerande utanför reaktorn är en viktig designfråga att hantera!

    Thorium är mycket intressant. Dels finns det tio gånger mer än Uran. Och har inte dåligt rykte som uran. Och kan tekniken samtidigt ta hand om utbränt uranbränsle så mycket bättre…

    Det handlar som du säger om både fysik och kemi. Processteknologi och materialfrågor. Och om annat med som utbildning och psykologi. Spelplanen är verkligen stor!

    Sverige kunde varit med i fronten. Synd att vi tappade taget. När jag började på KTH 1963 sågs kärnkemilinjen som en framtidslinje. Efter folkomröstningen 1979 dalade intresset. När man i och med tankeförbudslagen inte ens fick forska inom området dog intresset i stort sett helt. Tror det sakta börjar vakna tiill liv. Hoppas åtminstone det.