Alexander Bagger

Projekttitel

Non-Aqueous Electrosynthesis of Fuels and Chemicals

Hvad handler dit projekt om?

Mit projekt handler om, at fremtidens Power-to-X elektrolysecelle skal kunne bruges til at drive andre reaktioner end brint (H2) udvikling. Dette kan være direkte reduktion af CO2 eller N2 til eksotiske brændstoffer og kemikalier, men desværre er produktselektiviteten udfordret for disse reaktioner. Dette studie skal undersøge mulighederne i at bruge elektrolytten som en fundamental optimeringsparameter i elektrolyseceller. Målet er at bruge computersimuleringer i samarbejde med eksperimentalister til at studere ikke-vandige elektrolytter og derved minimere produktionen af uønsket hydrogen for disse reaktioner og opnå en kontrol af produktselektiviteten. Dette projekt står til på sigt at levere en ny, direkte og kontrolleret reduktionsvej til værdifulde brændstoffer og kemikalier drevet af grøn energi. 

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Min interesse for teoretisk katalyse opstod da jeg blev præsenteret for en stribe af eksperimentelle katalyse aktivitetsmålinger, som direkte kunne analyseres med atomar simulering af reaktions intermediater (også kaldet Sabatier principle). Tidligere havde jeg beskæftiget mig med experimentelt graphen synthese og eksperimentel røntgenanalyser af katalysatorer, så det var egentligt ikke oplagt, at jeg skulle lave simuleringer. I dag er min eksperimentelle viden dog en klar fordel for mig, og jeg bruger den viden hver dag i mit tætte samarbejde med eksperimentalister.

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

Udfordringen for vandige electrokatalyse setups er selektivitet. Hvis vi f.eks. gerne vil reducere CO2 til værdifulde produkter, vil vi ikke reducere vand til H2. Skifter vi til ikke vandige opløsninger bliver udfordringen med produktion af H2 stærkt begrænset, men en ny udfordring opstår, da CO2 på nuværende tidspunkt kun kan blive reduceret til mindre værdifulde produkter. Perspektivet her er at finde den optimale ikke vandige elektrolyt og protondonor sammensætning, som kan muligøre en kontrolleret reduktion af reaktanter, mens vi begrænser produktion af H2.

Hvilke perspektiver vurderer du selv, at din forskning på sigt kan have for det omgivende samfund?

I fremtiden skal vi gentænke den kemiske industri, som er baseret på fossile brændstoffer. Mit perspektiv er, at vi skal kunne lave kemikalier og brændstoffer med andre metoder. Min forskning søger derfor at bruge elektrokemi til at drive kemiske reaktioner, dvs. bruge elektricitet som drivkraft af reaktanter til produkter. Herunder er jeg specifikt interesseret i, hvordan man kontrollerer produktselektiviteten af disse reaktioner på atomart niveau. Perspektivet på længere sigt er, at vi kan have mindre elektrolyseanlæg stående rundt omkring i verden, som kan tage enhver reaktant og producere netop det kemikalie eller brændstof, som der er brug for på dette sted. 

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Det er fantastisk! Denne Sapere Aude: DFF-Forskningsleder-bevilling tillader, at jeg kan ansætte og uddanne to Ph.d.-studerende samt en postdoc til at undersøge videnskabelige spørgsmål, jeg har tænkt på siden færdiggørelsen af min Ph.d.. Ideerne og de videnskabelige spørgsmål bag bevillingen er langsigtede og med meget ambitiøse forskningsmål. For mig er det fabelagtigt, at jeg endelig kan arbejde selvstændigt med Ph.d.-studerende og postdoc og styre retningen for min egen forskning. I sidste ende betyder det virkeligt meget, at DFF har valgt mig som ung forskningsleder. og jeg glæder mig til at komme i gang med projektet!

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg havde egentlig aldrig tænkt, jeg skulle være forsker. Det kræver meget tid, rejser og har en besværlig karrierevej hvor det kræves, at man tager flere år til udlandet (uden hensyntagen til familien – i mit tilfælde til kone og børn - eller partnerens karriere), og i sidste ende er det måske heller ikke det mest velbetalte job i Danmark. Men det er nu engang den hylde jeg er landet på, og jeg glæder mig hver dag til at stå op, tage på arbejde og arbejde sammen med en stribe af dygtige studerende og kollegaer på DTU. At kunne arbejde og bidrage til løsningen af problemstillinger, som har store perspektiver, er motiverende for mig – endda så meget, at jeg næsten altid tænker på min forskning, når jeg cykler eller løber i fritiden.