DYNAMO SPØRGER: Truer energieffektivt byggeri det gode indeklima?
EN STARTUP-REJSE: FRA IDÉ TIL FLYVEFÆRDIG VIRKSOMHED
Metervis af kunstige muskelfibre
I laboratoriet kan forskere lave muskelfibre, der minder om sytråd. De kan potentielt væves eller strikkes ind i tøj og hjælpe personer med svækkede muskler.
Bliv gratis abonnent Send navn og adresse til dynamo@dtu.dk
Magasinet udkommer fire gange om året
DESIGN & PRODUKTION
Creative ZOO
ISSN 1604-7877
FORSIDEFOTO
Getty Images
Professor vil bane vejen for fusionskraftværker
Med 60 mio. kr. fra fra Novo Nordisk Fondens
Challenge Programme er det professor Stefan Kragh Nielsens ambition at opnå en kontinuerlig energiproduktion i fusionsreaktorer.
Fysikeren, der bruger data om dig og mig
Mød professor Sune Lehmann, hvis forskning altid ender med en overskrift i medierne.
26 pct. af den globale udledning af drivhusgasser stammer fra vores fødevareproduktion. Forskere samarbejder med landbrug og producenter for at finde løsninger, der kan mindske produktionens klimabelastning.
Fra forskerspirer til virksomhedsledere
Følg startuppen NitroVolts lange vej fra laboratoriet til flyvefærdig virksomhed.
LEDER
Elbilers batterier kan laves af sten
En battericelle til et faststofbatteri kan laves supertyndt med et nyt, patenteret materiale, som er udvundet af helt almindelige sten.
Kunsten at holde fast
Læs om Magnus Haraldson Høies forskning i proteiner og hans erfaringer som ph.d.forsker på DTU.
Et fælles problem kræver en fælles indsats
Når produktionen af fødevarer er en belastning for klimaet, så har vi et fælles problem. Det er jo indlysende, at alle har brug for, at der bliver fremstillet mad, så uanset om vi er forbrugere, kyllingeopdrættere eller driver et tomatgartneri, er vi alle i større eller mindre grad med til at bidrage til fødevarernes klimabelastning.
Fødevareproduktionens klimaaftryk er imidlertid blevet et presserende problem. Dels fordi den globale befolkning bliver stadig større og dermed også behovet for, at endnu flere fødevarer bliver produceret, og dels fordi klimaforandringerne er en realitet og ikke længere et potentielt fremtidsscenarie.
Heldigvis har vi flere veje at gå i forhold til at skaffe fødevarer, der belaster klimaet mindre. Vi kan bl.a. gøre følgende:
• Udnytte vores ressourcer bedre, f.eks. i industrien, hvor rester ikke blot skal
betragtes som affald eller dyrefoder, men kan opgraderes til højværdiprodukter inden for humant konsum i stedet.
• Udvikle nye fødevarer, som er sunde, sikre og bæredygtige. De kan være baseret på råvarer som f.eks. planter, insekter eller mikroorganismer.
• Opfinde teknologier, der kan bidrage til nye forarbejdningsprocesser i industrien, så der udledes mindre CO2.
• Implementere løsninger, som kan mindske metanudslip fra dyreproduktionen.
• Fortsætte med at opmuntre forbrugerne til at vælge klimavenlige fødevarer baseret på beregninger af både kostens ernæringsværdi og klimaaftryk.
På vores universitet arbejder forskere fra mange forskellige faglige miljøer med at realisere eller forbedre ovenstående løsninger. Fødevareproduktionen favner mange
aktører fra såvel landbruget som fiskeriet og industrien. DTU samarbejder netop med disse aktører for at sikre, at de løsninger, der udvikles, kan komme ud og gøre en forskel. Fødevarernes klimabelastning er et fælles problem, som vi også skal være sammen om at løse.
Anders Bjarklev Rektor
Kunstige muskler skal sys ind i tøjet og give mennesker ekstra kræfter
Forskere er lykkedes med at lave kunstige muskelfibre i metermål. Det baner vejen for, at man kan sy musklerne ind i en bluse og give fornyet styrke til den, der bærer den.
2 Sari Vegendal
3 Thomas Steen Sørensen
”Altså det ser jo ikke ud af så voldsomt meget, men det svarer til, hvad vores egne muskler kan løfte,” siger professor ved
DTU Kemiteknik Anne Ladegaard Skov. Hun peger på en lille tynd gummitråd med bogstavet D for enden, der står og bouncer op og ned.
egen vægt. De har dermed potentiale til at gøre livet lettere for millioner af mennesker med nedsat muskelfunktion.
”Vores mål er at gøre svækkede personer i stand til at bære fem ekstra kilo. Det svarer sådan cirka til en halvfyldt indkøbspose fra Netto. Det er virkelig meget, og der er stadig nogle ting, vi skal løse, før vi er i mål,” siger Anne Ladegaard Skov.
Husblas og strikkeopskrifter
Kunstige muskler med naturlige proteiner
Siden slutningen af 1990’erne er der blevet forsket i at fremstille kunstige muskler, men hidtil har de været fremstillet ud af 100 pct. syntetiske materialer. Anne Ladegaard Skov fik idéen til også at bruge naturlige materialer ved at se på den muskelstruktur, der er skabt fra naturens side. Det betyder, at hun laver muskelfibre, hvor de syntetiske silikone-elastomerer kombineres med naturlige proteiner fra bl.a. gelatine og kollagenpulver.
D’et bliver efterfulgt af et T og et U, og sammen med resten af opstillingen fortæller de vuggende universitetsinitialer historien om, at en bluse med superkræfter kan være inden for rækkevidde.
”Gummitrådene, du kan se, er lavet af silikone-elastomerer, og det er lykkedes os at lave dem i en form, som minder om en sytråd. Idéen er, at vi skal bundte dem, så vi kopierer kroppens egen muskelstruktur. Bundtet kan vi så væve ind i et stykke tøj,” forklarer Anne Ladegaard Skov.
Sammen med sit forskerhold har hun designet silikonetråden, så den har et hulrum, hvor der kan løbe en ledende væske igennem. Ligesom når hjernen sender et elektrisk signal til kroppens muskler, om at de skal aktivere sig, kan forskerne via den ledende væske sende strøm igennem de kunstige muskelfibre og få dem til at trække sig sammen. Når det sker, kan de løfte 200 gange deres
En af hovedopgaverne for forskerne er at gøre deres materiale stærkere. Silikone i sig selv er for skrøbeligt, og derfor vil forskerne lave muskelfibre, hvor den syntetiske silikone kombineres med naturlige proteiner.
”Ved at tilføre proteiner, der f.eks. snos omkring silikoneelastomeren, kommer de kunstige muskler til at ligne en original muskelstruktur endnu mere, og det har betydning for styrken,” fortæller Anne Ladegaard Skov.
Oprindeligt var idéen, at de tilførte proteiner skulle komme fra edderkoppesilke, men da ventetiden på materialet var lang, gik forskerne selv i gang med at eksperimentere med andre materialer. Hvorfor ikke gelatine, spurgte de sig selv. Og det var et godt spørgsmål, for gelatine, kendt som husblas, viste sig at være overraskende effektivt.
”Vi fandt ud af, at vi kunne få gelatinen til at opføre sig forskelligt, alt efter hvordan vi varmebehandler den. Nu regner vi faktisk med snart at kunne 3D-printe muskelfibre med gelatine i,” siger Anne Ladegaard Skov, der kalder opdagelsen et heldigt tilfælde. Især med tanke på, at gelatine ’ingen penge koster’. Hvad der til gengæld kan blive en kostelig og lang affære, er udviklingen af det produktdesign, der i sidste instans skal finde vej til danskernes klædeskab.
”Om man væver eller strikker, hvilke mønstre man bruger, og hvilket stof man kombinerer muskelstrukturerne med.
Om Anne Ladegaard Skov
”Vores mål er at gøre svækkede personer i stand til at bære fem ekstra kilo.”
PROFESSOR ANNE LADEGAARD SKOV, DTU
Alt det har betydning for, hvor effektive de kunstige muskler bliver,” forklarer Anne Ladegaard Skov. Derfor har bøger om vævning og strikkeopskrifter fundet vej til hendes bogreol, og sammen med resten af hendes forskningsgruppe bliver kombinationsmønstre og syningskonstruktioner nærstuderet i jagten på det optimale produktdesign.
”Ligesom inde i kroppen har måden, hvorpå muskelstrukturerne er bundtet, betydning for, hvordan de bevæger sig. Den viden prøver vi at trække over i måden, hvorpå vi designer løsningen. Det gælder om at give de kunstige muskler de mest optimale bevægelsesmuligheder,” forklarer Anne Ladegaard Skov.
Det store i det små
Evnen til at se det store i det små sikrede for nylig Anne Ladegaard Skovs team førstepladsen på den californiske konference SPIE Smart Structures NDE, der er den største af sin art inden for elastomerbranchen. En del af anerkendelsen handler om den enorme samfundsværdi, forskerne forudser, deres arbejde kan få.
”Vi ser jo den endelige løsning som en hjælpedragt, først og fremmest målrettet ældre mennesker, der ved at få de ekstra kræfter vil kunne klare sig bedre i hjemmet, og
dermed reduceres behovet for hjemmehjælp. Men vi ser også, at løsningen vil kunne tiltrække flere kvinder til arbejdspladser, hvor hårdt fysisk arbejde ellers er en barriere,” siger Anne Ladegaard Skov.
Hun forestiller sig, at den endelige løsning bliver en bluse, der minder om en våddragt eller en tyk sportstrøje. I ærmerne vil de kunstige muskler sørge for, at armene går ned, når man tænder for strømmen, f.eks. via en iPhone, og at de går op igen, når man slukker.
Hvor mange år der går, før blusen kan købes, kan forskerne ikke svare på. Der går nok først og fremmest lidt tid med at prøve nye idéer af. På Anne Ladegaard Skovs kontor står f.eks. en pose fra helsekostforretningen fyldt med kollagenpulver. Hvor de fleste nok ser et skønhedsprodukt, der kan reducere synligheden af rynker, ser Anne Ladegaard Skov et protein, der har potentiale til at give hendes forskning fornyede kræfter. Sæt i gang. 1
5 Anne Ladegaard Skov, professor, DTU, al@kt.dtu.dk
Dr.techn. Anne Ladegaard Skov fra DTU Kemiteknik er en af verdens førende forskere inden for silikonebaserede elastomerer. Elastomerer er gummielastisk plastik, som bruges til produktudvikling i industrien.
Anne Ladegaard Skov begyndte sin forskerkarriere i 2001 som ph.d. på DTU, hvor hun forskede i matematisk modellering af silikonematerialer.
Siden har hun fortsat arbejdet, som har medført en række produkter af silikoneelastomerer, f.eks. bløde, menneskelignende robotter, øjenimplantater og kunstig hud.
I 2022 fik hun Grundfosprisen for sin nytteinspirerede og samfundsforandrende forskning.
Professors miniature-sol skal give os uanede mængder energi
Professor Stefan Kragh Nielsens professionelle legeplads har vokseværk. Det giver ham bedre mulighed for at knække koden til den grønne omstilling.
2 LInnea Lundberg
3 Lisbeth Holten
Når vi ser op på Solen, er det svært at forestille sig, at man kan efterligne de processer, der sker inden i den, her på Jorden. Men det er ikke desto mindre det, professor Stefan Kragh Nielsen skal forsøge med en bevilling på 60 mio. kr. fra Novo Nordisk Fondens Challenge Programme.
Stefan Kragh Nielsen forsker nemlig i fusionsenergi, som er identisk med den energiproduktion, der finder sted i Solens indre ved ca. 15 mio. grader celsius.
”Fusionsenergi består i, at atomkerner smeltes sammen – modsat atomkraft, hvor atomkerner spaltes –og i fusionsprocessen frigives der store mængder energi, som kan høstes som varme eller skabe elektricitet. Processen foregår, ved at man opvarmer plasma i en reaktor og holder det sammen ved hjælp af magnetfelter skabt ved brug af f.eks. mikrobølger,” forklarer professoren fra DTU.
Et vigtigt gennembrud Udfordringen ved fusionskraftværker er, at selve processen på nuværende tidspunkt forbruger mere energi, end den skaber. I 2022 lykkedes det dog en gruppe amerikanske forskere at udvinde mere energi fra en fusionsreaktor, end det krævede at drive den. Selvom det kun varede i en brøkdel af et sekund, bekræftede det, at det kan
lade sig gøre, og Stefan Kragh Nielsens forskningsprojekt er næste skridt på vejen til fuldt funktionsdygtige fusionskraftværker.
Det fokuserer nemlig på, hvordan man skaber uafbrudt drift af et fusionskraftværk. Og kan man først det, har man pludselig en kilde med uudtømmelig energi, som modsat vind og solenergi ikke er afhængig af ydre omstændigheder.
Målet er en minisol
Målet er altså en stabil og pålidelig minisol, som man kan høste energi fra, og vejen derhen kræver mere effektive testfaciliteter end dem, DTU p.t. råder over. Der findes nemlig allerede én fusionsreaktor på DTU, men den er ikke kraftig nok til at afprøve Stefan Kragh Nielsens hypoteser.
Derfor skal der bygges en ekstra reaktor, som bliver tre til fire gange større end den nuværende, og der skal købes en gyrotron, som er en maskine, der kan udsende mikrobølger med en meget høj frekvens. Mikrobølgerne skal holde plasmaet ekstremt varmt langt mere effektivt end den maskine, der p.t. bliver brugt til det, og lave det magnetfelt, der holder plasmaet sammen.
”Jeg kan godt forestille mig et scenarie, hvor vi begynder at bygge store fusionskraftværker inden for de næste 1020 år, og alt tyder på, at dette projekt kan bidrage til det,” siger Stefan Kragh Nielsen. 1
5 Stefan Kragh Nielsen, professor, DTU, skni@fysik.dtu.dk
”Jeg kan godt forestille mig et scenarie, hvor vi begynder at bygge store fusionskraftværker inden for de næste 10-20 år, og alt tyder på, at dette projekt kan bidrage til det.”
”Lige
nu er man i gang med at realisere en universitetsreform, der mangler fleksibilitet og økonomi til at skabe attraktive uddannelser, hvilket i yderste konsekvens kan komme til at betyde, at vi må uddanne endnu færre ingeniører.”
Sådan siger DTU-rektor Anders Bjarklev om udsigten til reformen, som bl.a. pålægger DTU at optage 6,5 pct. færre nye studerende fremover, og at flere skal tage en erhvervsrettet kandidatuddannelse på DTU med en forventet arbejdsuge på op til 60 timer.
GULD TIL DTU’S ØKOBIL
413,8 kilometer. Så langt kørte DTU Roadrunners på én liter brændstof i holdets økobil ved dette års Shell Eco-marathon i Frankrig og snuppede derved igen guld i kategorien ’Urban Concept Internal Combustion Engine race’.
”Holdets store indsats og bilens fejlfri præstationer gjorde sejren endnu mere tilfredsstillende, fordi den cementerer DTU Roadrunners som et dygtigt hold, der er kommet for at blive på podiet,” siger Anders Eiersted Molzen, der kørte bilen ved konkurrencen.
2.206
SÅ MANGE ER OPTAGET PÅ EN AF DTU’S 40 STUDIERETNINGER. TRODS EN STIGNING I ANTALLET AF ANSØGERE PÅ OTTE PCT. ER OPTAGET LAVERE END I 2023. DET SKYLDES EN POLITISK AFTALE.
DTU Roadrunners er et såkaldt DTU Blue Dotprojekt, hvor studerende sideløbende med deres studier arbejder med bæredygtige løsninger. DTU Roadrunners konstruerer brændstofeffektive økobiler og har gennem årene deltaget i den internationale konkurrence 18 gange. I år er 15. gang, holdet ind tager det øverste podie i kategorien, hvor bilen kører, hvad der svarer til bykørsel med mange stop. Uden for racerbanen fik holdet også tildelt en pris som anerkendelse for bilens telemetrisystem, der samler forskellige data om, hvordan bilen performer på forskellige parametre som f.eks. brændstofforbrug. Bilen er i øvrigt navngivet Dynamo.
Dyst om grønnestedenidé
UV-maling til vindmøller, der kun er synligt for fugle, så de lettere kan undvige møllevingerne. Genanvendelige pizzabakker. Et brugervenligt design, der skal gøre det lettere at screene sig selv for tarmkræft. Tøj fremstillet af svampefibre.
Der var mange gode bud på bæredygtige løsninger, da studenterkonferencen Grøn Dyst fandt sted på DTU Skylab i juni. Her dystede 53 hold om at snuppe præmier for deres grønne bud på en mere bæredygtig verden i tråd med FN’s bæredygtighedsmål.
Hold fra både DTU og udenlandske universiteter dystede i fire kategorier. Hver førsteplads fik tildelt 30.000 kroner. Formålet med Grøn Dyst er at sikre, at fremtidens ingeniører kan integrere aspekter af social, økonomisk og miljømæssig bæredygtighed samt innovation i deres arbejde.
Læs om vinderne på groendyst.dtu.dk/2024-program/ vindere
BLIV KLOGERE PÅ
• Udvikling af nye fødevarer
• Mindre metanudslip på grisefarme
• Udvikling af alternativt dyrefoder
• Teknologi, der mindsker mælkespild
• Hvad du selv kan gøre
STORT TEMA OM
FØDEVAREPRODUKTION MED MINDRE KLIMAAFTRYK
Hvad er problemet?
Produktionen af fødevarer udleder drivhusgasser som metan, lattergas og CO2. Ifølge forskere fra University of Oxford stammer 26 pct. af den globale udledning af drivhusgasser fra vores fødevareproduktion. Tallet dækker over både produktionen af planter, dyr og foder og de efterfølgende processer i industrien, herunder transport og emballering m.m.
Hvor kommer drivhusgasserne fra?
Hvis man kigger nærmere på kilderne bag udledningen, så er der én gruppe, der skiller sig ud: dyrene. Gruppen omfatter alle de dyr, vi bruger til at fremstille mad og mejeriprodukter fra, dvs. fugle som høns, kalkuner og ænder, firbenede dyr som bl.a. kvæg, grise og får samt alle fisk. Men især kvæg og grise vejer tungt i regnskabet, hvilket skyldes, at deres gylle og fordøjelse bidrager med den meget potente drivhusgas metan.
Den del af fødevareproduktionen, der involverer dyr, tegner sig for 31 pct. af fødevareproduktionens samlede udledning af drivhusgasser. Dyrene er dermed den største emissionskilde, når vi fremstiller fødevarer.
Hvad kan vi gøre?
Vi kan gøre flere ting. En af dem er at udvikle nye fødevarer – baseret på enten planter eller med hjælp fra mikrober – som kan udgøre alternativer til kød og mejeriprodukter. Her har DTU stærke forskningsmiljøer, samtidig med at forskerkolleger tæt på arbejder med fødevaresikkerheden, så de nye fødevarer ikke medfører utilsigtede skader på sundhed og miljø.
Vi kan også begrænse metanudslippet fra dyreproduktionen, mindske energiforbruget i forskellige processer og forhindre madspild.
I industrien kan vi udnytte ressourcerne bedre og bruge rester fra den eksisterende fødevareproduktion til alternativt dyrefoder, så presset på landbrugsjorden mindskes. Og til sidst kan vi hver især følge de klimavenlige kostråd, der er baseret på beregninger fra bl.a. DTU.
Alt dette kan du læse mere om på de følgende sider.
Plantebaserede fødevarer uden smag af papkasse
Hvis forbrugerne skal tage plantebaserede mælke- og kødalternativer til sig, skal de glide ned med velbehag. Forskere arbejder ihærdigt på at udvikle ingredienser og produktionsmetoder, der kan føre til velsmagende og næringsrige fødevarer med mindre CO2-aftryk – og der sker gode fremskridt.
2 Miriam Meister
3 Sanne Kjærulf Todorov
Hvis kloden på bæredygtig vis skal brødføde en voksende befolkning, skal store dele af verden spise meget mere fra planteriget. Mange fødevareproducenter har dog svært ved at producere gode, næringsrige plantebaserede alternativer til f.eks. mælkeprodukter, som falder i forbrugernes smag.
På DTU Lyngby Campus arbejder eksperter i mikrobiel bioteknologi sammen med forskere og erhvervslivet for at finde opskriften på fermenterede plantedrikke med et proteinindhold lig komælk (cirka 3,5 pct.). REPLANTED, som projektet hedder, er finansieret af AgriFoodTure-partnerskabet og har fokus på afgrøder, der kan dyrkes i Danmark, nemlig ærter, havre og kartofler.
Smag er afgørende
”Problemet med mange plantebaserede drikke er, at de har lidt en smag af papkasse,” siger seniorforsker Claus Heiner Bang-Berthelsen og sætter derved fingeren på et ømt punkt. For i en undersøgelse lavet af YouGov for DI Fødevarer i foråret 2023 svarede 30 pct., at det er smagen, der står i vejen for at spise plantebaseret. Smag er
dermed den største barriere, mens 27 pct. angav, at det er vaner, der afholder dem fra det.
”I vores arbejde er det lykkedes os at identificere mikroorganismer, som vi kan tilsætte plantedrikken for at omdanne en hel del af de naturligt forekommende molekyler, der er kendt for at give de der bismage, til andre molekyler med meget mindre bismag,” forklarer seniorforskeren.
I projektet er også identificeret mikroorganismer, der kan bruges til at omdanne komponenter i plantedrikken, som ellers forhindrer, at kroppen optager den protein, som drikken indeholder.
”For hvis plantedrikken indeholder noget, der blokerer optagelsen af protein, så er vi jo lige vidt,” understreger Claus Heiner Bang-Berthelsen. Når det rette blandingsforhold for plantedrikken er på plads, vil forskerne rette fokus mod at sammensætte de optimale mælkesyrebakterier i en starterkultur, der kan omdanne drikken til et plantebaseret yoghurtalternativ.
Stadig mælk i osten
DTU-forskerne har også givet sig i kast med at producere plantebaserede
ostealternativer – eller rettere hybridprodukter. For det er noget af en gåde, hvordan man laver et produkt, der minder om de oste, vi kender, uden at bruge animalske råvarer, forklarer seniorforskeren og fortsætter:
”Det er næsten umuligt at lave en plantebaseret ost, som har en fornuftig næringssammensætning, men også en smag, der minder om det, man kender fra det animalske. Så vi prøver at ramme en ost, der er 50 pct. plantebaseret, så vi kan reducere klimaaftrykket gevaldigt.”
Og der sker gode fremskridt: Der er f.eks. lovende prototyper i støbeskeen på et alternativ til salattern, som i tekstur og form minder om den velkendte variant lavet udelukkende på komælk. De er udviklet i et ph.d.studie i et samarbejde med Thise og KU med penge fra Mejeribrugets ForskningsFond. Ifølge seniorrådgiver hos Thise Kristian Albertsen er der stor værdi i at samarbejde med forskere, som genererer vigtige indsigter i f.eks. karakterisering af proteinerne i de plantebaserede ingredienser, hvordan proteinerne koagulerer, og måder at fjerne bismage i produktet.
Thise har stor appetit for at tilgodese forbrugernes efterspørgsel på flere plantebaserede produkter, og Kristian Albertsen tænker, salatosten kunne blive et godt supplement til mejeriets sortiment:
”Der er et pænt stykke vej endnu, men hvis det smager godt, og prisen bliver rigtig, vil vi grumme gerne have den slags produkter på hylderne.”
Fra spildprodukt til mad Forskernes arbejde har dog ikke kun fokus på mælkealternativer. I det GUDPfinansierede projekt MycoProtein, som også KU står bag, er der f.eks. udviklet en fødevare, der i smag og næringsindhold minder om kød – uden at have været i nærheden af en stald.
I arbejdet er identificeret svampe, der gror frit på træstammer i Danmarks skove, som i en fermenteringsproces kan gro i spildprodukter fra f.eks. sukkerroeforarbejdning eller ølbrygning.
”De her svampe er rigtig dygtige til at nedbryde langkædede sukkermolekyler i spildprodukterne, som de bruger til at danne mycelium,” forklarer Claus Heiner BangBerthelsen.
Mycelium er det netværk, som svampe vokser i. Når svampe vokser i naturen, findes det som den underjordiske, langtrådede del af svampene, men mycelium kan altså også produceres i en ståltank.
Arbejdet har vist, at svampene er ugiftige i alle de undersøgte vækstmedier. Det producerede mycelium har i sig selv ikke meget smag, men det har til gengæld en god tekstur og indeholder fibre, proteiner, vitaminer og mineraler. Blandet sammen med andre ingredienser som f.eks. løg, hvidløg og krydderier eller smagsstoffer er det et lovende kødalternativ. Der er dog stadig lang vej til markedet, fordi det tager meget lang tid at få nye fødevarer risikovurderet og godkendt i EU.
”Fødevarer skal naturligvis være sikre at spise. Men det ville være ønskeligt med en smidigere proces, så producenterne får et større incitament for at lave innovative fødevarer til gavn for klimaet, der hurtigere kan ramme hylderne,” forklarer Claus Heiner BangBerthelsen. 1
Alle plantebaserede mælkealternativer – uanset om de er fremstillet af bælgfrugter, nødder, frø eller kerner –har færre konsekvenser end komælk i forhold til drivhusgasudledningen såvel som behovet for vand og land. Det har forskere fra Curtin University i Australien slået fast efter en gennemgang af eksisterende studier.
En undersøgelse fra DTU viser, at danskerne i 2021 købte syv gange så meget plantedrik som i 2007. Det samlede indkøb fyldte dog stadig meget lidt, svarende til, at hver indbygger i 2021 drak ét glas plantedrik hver anden til hver tredje uge – sammenlignet med otte-ni glas komælk pr. uge. Undersøgelsen er baseret på indkøbsdata fra Euromonitor.
KILDE: CURTIN UNIVERSITY OG DTU
alternativ til kød.
”Der er et pænt stykke vej endnu, men hvis det smager godt, og prisen bliver rigtig, vil vi grumme gerne have den slags produkter på hylderne.”
SENIORRÅDGIVER, KRISTIAN ALBERTSEN,THISE
Mycelium dyrket på restprodukter fra f.eks. sukkerroeforarbejdningen er et lovende, næringsrigt
Kokke og forskere eksperimenterer i køkkenet
Når Michelin-kokke møder forskere, opstår bud på fødevarer, der kræser for både smagsløg og samvittighed. Samarbejdet afspejler et uudnyttet potentiale inden for mikrobielle fødevarer, der kan være enormt.
Kan mikroskopiske organismer bruges til at løse et gigantisk problem ved en klimabelastende fødevareproduktion?
Det er man ved at finde ud af i DTU
Biosustains nedlagte kantine, der er omdannet til et innovativt FoodLab.
3
Her har kolber, pipetter og måleudstyr taget plads ved siden af kogeplader, grydeskeer og kageruller. Udstyr fra to forskellige verdener, som forenes, når det bruges af kokke og forskere til at nærme sig opskriften på fremtidens bæredygtige fødevarer.
”Vi bruger mikroorganismerne til at skabe nye fødevarer eller transformere rester fra eksisterende fødevarer om til nye produkter. Mikroorganismerne kan bruges til at optimere smag, tekstur, næringsoptag og holdbarhed,” siger Kim Wejendorp. Han var tidligere ansat som kok ved den nu lukkede københavnske restaurant Amass – som bl.a. vandt en grøn michelinstjerne for bæredygtig gastronomi – og arbejder nu med fødevareinnovation på DTU.
Ingen løftede pegefingre
Kim Wejendorp står bøjet over en pande, hvor han går i gang med at vende nogle brune, firkantede bidder, der ligner kebab.
”De her er lavet på kornrester fra ølbrygning, der bruges til at malte og give smag til øllet. Bagefter ender kornet som et restprodukt, selvom der er masser af proteiner i. Det ville vi gerne
udnytte,” forklarer Kim Wejendorp og drysser lidt salt hen over bidderne. Han tilbyder journalist og fotograf en smagsprøve, mens gruppeleder og tidligere Nomakok Joshua David Evans tager ordet.
”Det, vi har gjort er, at vi har fermenteret ølkornet med en svamp, der nedbryder proteinerne og skaber umami. Vi er stadig tidligt i udviklingen her, men eksemplet viser, hvordan nogle teksturerede kornrester kan blive til et cremet, blødt, kødagtigt produkt,” forklarer han.
Kokkene skal nu skrue yderligere på smagen og manipulere teksturen, så det får en sejhed, der minder om kød. Hernæst skal produktet kunne hakkes
2 Sari Vegendal
Thomas Steen Sørensen
og steges, så det udgør et genkendeligt alternativ til hakket oksekød, der har potentiale til at ende i forbrugernes køleskabe.
”Det er lettere at overbevise folk om at få nye madvaner, hvis første skridt er blidt. Vi tror ikke på løftede pegefingre og er heller ikke ude at sige, at man slet ikke må spise kød. Kunsten må være at tilbyde attraktive alternativer, så folk får lyst til at indarbejde nye madvaner, der kan supplere de gamle,” siger Kim Wejendorp.
Mangfoldige mikroorganismer
Mange af de specifikke processer og metoder, der udvikles i FoodLab, holdes hemmelige for omverdenen.
Kim Wejendorp (tv.) og Joshua David Evans bruger deres erfaring fra nogle af Danmarks højest rangerende Michelinrestauranter til at eksperimentere sig frem til nye, bæredygtige produkter med bred appel.
Men overordnet arbejdes der på DTU
Biosustain med mikroorganismer inden for tre hovedkategorier.
I den første bruger man bakterier eller gærceller til at starte en gæringsproces, hvor en grøntsag gærer i sine egne mælkesyrebakterier. Det kaldes fermentering. I den anden hovedkategori bruger man mikroorganismerne til at fremstille en fødevareingrediens, der kan anvendes i andre fødevarer. Det kaldes præcisionsfermentering. Endelig kan man udvikle fødevarer, der udelukkende består af mikroorganismer. Det kaldes mikrobiel biomasse og kunne for eksempel være en svamp, der gror i en bioreaktor. En bioreaktor er en stor ståltank af den type, man f.eks. brygger øl i.
Madinnovation på tværs af fagligheder
Joshua David Evans er gruppeleder i gruppen Sustainable Food Innovation på DTU Biosustain, der består af både kokke, fødevareforskere, ingeniører og forskere i klimaforandringer. Gruppen bruger naturvidenskaben til at eksperimentere med nye bæredygtige processer, kulinarisk forskning og udvikling til at skabe velsmagende og nærende produkter og samfundsvidenskab til at udforske, hvordan produkterne bidrager til madkulturen.
Målet for gruppens arbejde er at skabe et mere bæredygtigt, retfærdigt og gennemsigtigt fødevaresystem, som byder på flere attraktive alternativer, der er skånsomme for miljøet.
Fællesnævneren for de tre kategorier er, at forskerne hele tiden leder efter nye veje til at fremstille fødevarer på en mere bæredygtig måde.
”Én af grundene til, at det er mere bæredygtigt at producere mikrobielle fødevarer end animalske, er, at mikroorganismerne er bedre end dyr til at konvertere næring til biomasse. Som en tommelfingerregel siger man, at et dyr skal spise 10 kilo føde for at lave et kilo kød. For mikroorganismerne er det meget, meget mindre,” forklarer Morten Sommer, der er forskningsdirektør på DTU Biosustain.
CO2-reduktion på op til 80 pct Morten Sommer henviser til studier, der viser, at CO2aftrykket fra fødevareproduktionen vil kunne reduceres med op til 80 pct, hvis al animalsk produktion omlægges helt til mikrobiel produktion. En del af forklaringen er, at konventionelt landbrug ikke længere vil være en nødvendighed for at producere fødevarerne. I stedet kan nye uudforskede produktionsmuligheder opstå. ”Det interessante i forhold til produktionen med mikroorganismer er, at de kan bo på næsten hvad som helst. Hvis man går en tur i skoven, støder man ofte på nogle svampe, der gror på et væltet træ, der ligger og rådner. Den proces kan man i princippet udnytte til at dyrke mikrobiel biomasse. Det er ikke noget, vi har afprøvet endnu, men mulighederne er der,” siger Morten Sommer.
Alligevel er der også en række udfordringer, som er et benspænd i udviklingen. Det handler især om kompleksiteten i at skulle ændre på forbrugernes indgroede spisevaner.
”Det er enormt vigtigt, at vi får omsat vores opdagelser i laboratoriet til noget, der er lækkert og indbydende at spise. Ellers har vi ikke en chance. Det skal være indbydende, når det kommer til både udseende, smag, tekstur og lugt. Derfor er der en direkte interaktion imellem de ting, vi finder ud af i laboratoriet, og de ting, der bliver skabt i FoodLab hos Joshua og Kim. De bruger det gastronomiske håndværk til at omsætte forskningen til reelle bud på fremtidige produkter,” fortæller Morten Sommer.
Vejen til supermarkedet
En brusende sodavandslyd sætter i FoodLab scenen for dagens sidste smagsprøve.
Forud for dette er der blevet smagt på de kebablignende proteinbidder, nudler lavet på rester fra fisk og en soyaagtig væske lavet af overskydende klid fra hvedekorn. Nu fyldes champagneglas med en boblende tonicvand lavet på fermenteret julesalat.
”Tonicen her blev til gennem mange eksperimenter med forskellige fermenteringer. Da vi stod med den, havde den bare den der super citrusagtige, aromatiske duft, hvor vi tænkte: Wow, den dufter præcis som tonic. Så vi lavede en masse tonicvand ud af den og synes, det er blevet meget velsmagende. Samtidig får vi en ny værdi ud af de cirka 800.000 ton julesalat, der hvert år ender som kompost i Europa,” siger Kim Wejendorp.
Mens han fortæller, bliver glassene tømt, og tilbage er indtrykket af et højt innovationsniveau og flere bud på fødevarer, som virker klar til salg. Nogle af prototyperne er allerede blevet præsenteret for potentielle aftagere i industrien, der nu er i gang med at undersøge produktionsmulighederne.
Ukendt tidshorisont
Tidsrammen for, hvornår produkterne kan købes i supermarkedet, er dog ukendt.
”For at sige det ærligt: Vi ved ikke, hvor længe der går. Måske år. Det afhænger af, hvor godt virksomhedernes eksisterende logistiksystem
er til at rumme de krav, som det nye produkt stiller. Hvis produktionen kræver et nyt setup med et nyt logistiksystem og måske nogle nye maskiner, vil det jo højst sandsynligt tage lang tid,” fortæller Joshua David Evans.
Af samme årsag er der altid ét spørgsmål, gruppen stiller sig selv, når de får en ny, kreativ idé:
”Er det skalerbart? Hvis svaret er nej, kommer idéen ikke videre, selvom det kunne være sjovt. I sidste ende er meningen med det her jo at brødføde så mange mennesker som overhovedet muligt,” siger Joshua David Evans. 1
5 Morten Sommer, professor, DTU, msom@dtu.dk
En af de mange idéer, som kokke og forskere arbejder på i FoodLab, er at omdanne proteinrige kornrester fra ølbrygning til et genkendeligt alternativ til hakket oksekød.
”Det
er enormt vigtigt, at vi får omsat vores opdagelser i laboratoriet til noget, der er lækkert og indbydende at spise. Ellers har vi ikke en chance.”
PROFESSOR MORTEN SOMMER, DTU
Svampemagi redder plantekødet
Svampefermentering er magien, der giver smag og struktur til et nyt bæredygtigt kødalternativ fra startuppen Matr.
2 Sole Bugge Møller
3 Matr
Selvom supermarkedshylderne bugner af produkter, der med svingende held forsøger at efterligne hakkekød, uden at en eneste gris eller ko har været involveret, så har vi forbrugere ikke for alvor taget det til os.
Faktisk faldt salget af forarbejdede plantebaserede produkter i 2022 efter ellers at have vokset samlet set 52 pct. de tre foregående år ifølge tal fra Plantebaseret Videnscenter.
Derfor har vi brug for en hel ny generation af plantebøffer, der ikke er ultraforarbejdede, og som smager af mere. Det mener folkene bag Matr Foods i hvert fald, og løsningen er helt naturlig – nemlig svampe, også kendt som fungi.
Svampemagi
Matr samarbejder med DTU og har flere DTU-folk blandt medstifterne, nemlig professor Morten Sommer og co-principal investigator Leoni Johanna Jahn, begge fra DTU Biosustain, samt adjungeret professor Claus Meyer.
”Vi prøver ikke at efterligne kød, for når du sammenligner plantebaserede alternativer med den ægte vare, så smager det aldrig helt ens. I stedet prøver vi at lave et produkt, der smager lækkert på sin egen måde,” siger Leoni Johanna Jahn, der også er videnskabelig rådgiver for Matr.
Matr sælger en fungibøf og hakket fungi, der har et klimaaftryk på under
10 pct. af det klimaaftryk oksekød har. Produkterne er lavet på naturlige ingredienser som flækærter, kartoffel, rødbede, havre og lupin tilsat naturlige svampesporer.
Og det er svampesporerne, som sætter gang i den fermenteringsproces, der skaber magien. Under fermenteringen skaber sporerne nemlig et netværk i de andre ingredienser af små rødder kaldet hyfer, der under et mikroskop til en vis grad minder om kødfibre. Disse netværk af hyfer kaldes også mycelier.
”Mange plantebaserede kødalternativer mangler struktur, og derfor er man nødt til at bruge en række tilsætningsstoffer. Men filamentøse svampe (den gruppe af svampe, der danner hyfer, red.) danner helt naturligt den tekstur og binder det hele sammen,” siger Leoni Johanna Jahn.
Den anden fordel ved svampefermenteringen er, at det udvikler smag. Svampene nedbryder nemlig næringsstofferne til stivelse og aminosyrer, og det giver både sødme og umami.
”Så svampene udvikler en helt ny smag, uden at vi behøver tilsætte noget,” siger hun.
DTU hjælper med at opskalere Man kan allerede sætte tænderne i Matrs produkter i en række restauranter såsom Gasoline Grill, Sticks’n’ Sushi og Meyer’s Food Truck, ligesom
I samarbejde med DTU har Matr Foods skabt smag og struktur i deres plantekød vha. fermentering af svampesporer.
man kan købe deres fungibøf og hakket fungi på nemlig.com. Men målet er at få produktionen op på et højere gear, og her hjælper forskere fra DTU med opskaleringen ved at lave struktur i fungiprodukterne og mikrobiologiske analyser af fermenteringen. Derudover analyserer DTU-forskere også, hvilke komponenter af svampefermenteringen der påvirker smagen.
”Målet er at nå ud til så mange mennesker som muligt med bæredygtig, sund og lækker mad,” siger Leoni Johanna Jahn. 1
5 Leoni Johanna Jahn, co-principal investigator, DTU, lejj@dtu.dk
Fødevarer skal være gode for både krop og klode
I iveren efter at skabe mere bæredygtige fødevarer er det afgørende ikke at sætte sikkerheden over styr. For som FN’s Fødevare- og Landbrugsorganisations slogan siger: Hvis ikke mad er sikker, er det ikke mad.
2 Miriam Meister
”Hver gang vi ændrer i processer eller gør noget nyt, skal vi dokumentere fordele og risici. Det er ikke en nem øvelse, men den er nødvendig, hvis vi skal tage gode beslutninger.”
Da britiske benmelsfabrikanter i 1980’erne i energikrisens navn sænkede temperaturen i produktionen af kød- og benmel, der blev brugt som tilsætningsfoder til bl.a. køer, havde ingen forudset, at ændringen flere årtier senere skulle koste hundredvis af briter livet.
Det blev ikke desto mindre konsekvensen, fordi de lavere temperaturer ikke var nok til at deaktivere et sygdomsfremkaldende stof i foderet, som kunne give kogalskab – først i køer, der spiste det kontaminerede foder, og dernæst i mennesker, der spiste kød fra syge køer.
For DTU-professor Tine Hald er sagen et skrækeksempel på faren ved, at fødevaresikkerheden ikke er tilstrækkeligt gennemtænkt eller belyst, før man skruer på produktionsprocesser – uanset om det sker i profittens eller bæredygtighedens navn.
”Hver gang vi ændrer i processer eller gør noget nyt, skal vi dokumentere fordele og risici. Det er ikke en nem
øvelse, men den er nødvendig, hvis vi skal tage gode beslutninger,” siger hun.
Nye farer?
Et skift til nye råvarer eller nye måder at bruge gamle kendinge på kan også vise sig problematisk uden tilstrækkelig viden, fortæller hun. Som i jagten på flere plantebaserede proteinkilder, hvor et svar f.eks. kunne være mel lavet af forskellige typer bønner, vi ikke tidligere har brugt på den måde: ”Konsekvenserne rent sikkerhedsmæssigt er endnu ikke tilstrækkeligt belyst. Umiddelbart lyder det tilforladeligt, men måske er noget ved de nye processeringsmetoder ikke optimalt, f.eks. i forhold til giftstoffer eller sygdomsfremkaldende bakterier, der ikke bliver inaktiveret eller lettere bliver spredt.”
Brug af insekter kræver ligeledes forsigtighed, understreger professor Katrine Lindholm Bøgh, for selv hvis de kan produceres forsvarligt set rent mikrobiologisk, ser det ud til, at indtag af f.eks. melorme kan udløse krydsreaktioner i skaldyrsallergikere.
”Vi vil uden tvivl se nye allergener, når vi begynder at spise nye fødevarer. Målet bør ikke være at undgå nye allergener helt, men at udvikle værktøjer til at screene nye fødevarer for deres evne til at fremkalde allergi, så vi undgår at introducere en ny peanut,” siger hun.
Plastik: problem eller løsning?
Bestræbelserne mod at bruge mindre plastemballage er ifølge Tine Hald et andet område, der kræver forsigtige overvejelser for bedst at tilgodese både klode og krop. Plastemballage står for 5 pct. af CO2-belastningen fra fødevarer.
”Vi pakker jo vores fødevarer ind for at beskytte dem mod krydssmitte og forlænge holdbarheden, hvilket er godt i kampen mod madspild, da det kræver energiressourcer at afskaffe al den gamle mad. Så overvejer man at fjerne emballage fra en fødevare, skal det afvejes mod risikoen for evt. øget madspild og lavere fødevaresikkerhed. Genbrug af emballage kan også være en løsning, men skal f.eks. afvejes mod brugen af energi, vand og kemikalier til at rengøre emballagen med, inden den genbruges,” understreger hun. 1
5 Tine Hald, professor, DTU, tiha@food.dtu.dk
Gør selv et indhug i kostens klimaaftryk
De fleste danskere kan nedbringe kostens klimaaftryk gevaldigt ved at lægge andre typer fødevarer i indkøbskurven og smide mindre af den indkøbte mad ud.
2 Miriam Meister
3 Getty Images
Forbrugervalg har stor betydning for, hvor meget kosten belaster klimaet. Ved f.eks. at følge Danmarks officielle kostråd, der anviser en sund kost, som er rig på planter og indeholder de rette næringsstoffer, kan en gennemsnitsdansker reducere klimaaftrykket med ca. en tredjedel. Det viser beregninger fra DTU og Aarhus Universitet.
Ved at vælge mindre kød og flere bælgfrugter bliver kosten mere klimavenlig.
Langt de fleste danskere skal bl.a. spise langt mindre kød for at følge kostrådene, som DTU har leveret det videnskabelige grundlag for. Du kan fortsat have kød i kosten, men kun ca. 350 gram kød om ugen, mens indkøbsdata fra 2020 viser et gennemsnitligt kødindkøb på mere end et kilo ugentligt pr. person.
Fokus på sundhed
I de senere år er udvalget af forarbejdede plantebaserede produkter som nuggets uden kylling og pølser uden gris vokset anseeligt. Salget af kødalternativer er da også tredoblet fra 2015 til 2021 – men svarer stadig til, at hver indbygger kun købte to pakker i løbet af 2021.
Mens alternativerne kan være en hjælp for forbrugere, der synes, at overgangen til at spise mindre kød er svær,
opfordrer seniorforsker Ellen Trolle fra DTU til at være opmærksom på, hvad man – rent ernæringsmæssigt – sætter tænderne i:
”Mange af produkterne er højt forarbejdede, og det kan være svært at gennemskue deres næringsindhold. Så jeg vil råde til at bruge dem i begrænset omfang og så ellers blive dus med bælgfrugter, så du selv kan lave et velsmagende, nærende plantebaseret måltid,” siger hun.
Mindre spild, større gevinst
Der er desuden en stor klimagevinst ved at mindske madspild, som rundtom i danske hjem samlet set bliver til 247.000 ton. Hvis mere af den købte mad ryger i maven i stedet for skraldespanden, skal du købe mindre, og der skal produceres mindre, hvilket nedbringer fødevaresektorens CO2aftryk. Fødevarestyrelsens råd til at mindske madspild er bl.a. at planlægge dine indkøb, så du kun køber det nødvendige, opbevare maden, så den holder sig frisk længst muligt, og kende datomærkningen, så du ikke smider mad ud, der sagtens kan spises uden sundhedsrisiko. 1
5 Ellen Trolle, seniorforsker, DTU, eltr@food.dtu.dk
Danmarks officielle kostråd
Læs mere om de enkelte råd og om hvordan du kan spise i overensstemmelse med rådene på www.foedevarestyrelsen.dk/kost-og-foedevarer/altom-mad/de-officielle-kostraad
Sådan påvirker vores
produktion og forbrug af fødevarer klima, dyr og arealer
GLOBAL UDLEDNING AF DRIVHUSGASSER FRA FØDEVAREPRODUKTION
Metan fra kvæg, gyllehåndtering, forvaltning af græsarealer, brændstofforbrug i fiskeriet
Afgrøder
Til dyrefoder og menneskeføde
Jordbrug
Udnyttelse af jord til kvæg og menneskeføde
KILDE: OUR WORLD IN DATA
FALDET I KOSTENS KLIMAATRYK HVIS EN GENNEMSNITSKOST ERSTATTES MED EN PLANTERIG KOST I TRÅD MED KOSTRÅDENE.
KILDE: BEREGNINGER FRA DTU OG AU BEREGNET MED AU-DTU-KLIMADATA
71 %
Så meget udgør fjerkræ fra fødevareproduktionen af den samlede biomasse af fugle i hele verden.
KILDE: OUR WORLD IN DATA
94 %
Så meget udgør fødevareproduktionens dyr af den samlede biomasse af pattedyr på Jorden (mennesker ej medregnet).
KILDE: OUR WORLD IN DATA
EMISSION AF DRIVHUSGASSER PER 100 GRAM PROTEIN DRIVHUSGASSERNE ER OMREGNET TIL KG C02-ÆKVIVALENTER
KILDE: OUR WORLD IN DATA
Kødkvæg
Lam og geder
Rejer
Grisekød
Fisk
Fjerkræ
50 %
ANDEL AF BEBOELIGT LAND I HELE VERDEN, SOM BRUGES TIL LANDBRUG. BEBOELIGT LAND ER LAND, DER ER IS- OG ØRKENFRIT.
KILDE: OUR WORLD IN DATA
16 %
SÅ MEGET TEGNER MADSPILD SIG FOR AF DE SAMLEDE DRIVHUSGASEMISSIONER FRA EU’S FØDEVARESYSTEM.
KILDE: EUROPA KOMMISSIONEN
26 %
85 %
Fødevareproduktionens andel af de samlede globale udledninger af drivhusgasser.
KILDE: OUR WORLD IN DATA
Andel af de i alt 28.000 truede dyrearter, hvor truslen skyldes landbrug. Det globale fødevaresystem er den primære drivkraft bag tabet af biodiversitet.
KILDE: OUR WORLD IN DATA
TEST AF BIOFILTER:
Bakterier bremser metanudslip fra svinefarm
En nordsjællandsk svinefarm opnår en markant reduktion af sit metanudslip ved hjælp af et biofilter. Det viser resultaterne af den første fuldskalatest. Nu skal biofilteret testes på flere farme.
D3
anmark husede i foråret 2024 næsten 11,5 mio. svin. Selvom mange eksporteres, så bliver en del også konsumeret herhjemme. Vi er så glade for gris, at hver tredje deltager i en Epinionundersøgelse fra 2021 med 6.228 svarpersoner fortalte, at de aftenen før havde spist grisekød.
Men frikadellen, flæskestegen eller medisterpølsen kommer med et klimaaftryk. Det skyldes svinenes gylle, der under lagringen i gylletanke producerer metan, som er en voldsomt potent drivhusgas. Det har skabt grobund for at afprøve biofiltre i svineproduktionen, da teknologien tidligere har vist gode resultater med at mindske metanudslip fra lossepladser.
Bakterier nedbryder metan
I 2020 gik en gruppe forskere fra DTU
Sustain derfor i gang med at designe og konstruere et biofilter, som de i 2022 kunne implementere hos en svineproducent ved Gilleleje.
Et biofilter etableres ved, at man udgraver et areal på ca. en halv meters
2 Lotte Krull
DTU
Biofilteret blev etableret i vinteren 2022. Filteret blev udstyret med måleudstyr, så forskerne kan dokumentere metanens nedbrydning.
dybde, hvorefter det fyldes med sten, der fungerer som gasfordelingslag. Oven på stenene lægges et 80 cm tykt lag af kompost. I komposten findes en naturligt forekommende gruppe bakterier, som lever af metan, hvilket betyder, at bakterierne i mødet med metanen nedbryder den uønskede drivhusgas. Filteret fungerer helt uden tilsætning af kemikalier, og løsningen kan derfor udbredes til såvel økologisk som konventionel produktion.
På gården ved Gilleleje blev det til et 400 m2 stort filter, som blev placeret tæt på gårdens 4.400 m3 overdækkede gylletank. Hele biofilteranlægget blev desuden udstyret med måleudstyr, så forskerne kunne monitorere og dokumentere metanens skæbne og anlæggets effektivitet.
Biofilteranlægget fungerer ved, at gyllegas pumpes fra toppen af gylletanken, hvorefter den føres gennem rør ind under kompostlaget udenfor. Herfra siver den metanfyldte gas ud og op gennem komposten. Undervejs bliver metanen så nedbrudt af de metanædende bakterier.
Det var den første fuldskalatest af et biofilters evne til at reducere metanudslippet fra en svinebesætning, og resultaterne var rigtig gode, fortæller Charlotte Scheutz, professor ved DTU, som stod i spidsen for projektet.
”Filteret kunne nedbryde 92 pct. af den metan, der blev ført igennem det i det første år. Vores forhåbninger var, at det ville nedbryde 80 pct., så biofilterets effektivitet overgik langt vores forventninger,” siger Charlotte Scheutz.
Billigere end CO2-afgift
I testperioden lykkedes det at indsamle 75 pct. af gyllegassen fra tanken. De sidste 25 pct. er af sig selv undsluppet
Om forskningen
• Projektet BioMet har demonstreret, at biofiltre kan være en omkostningseffektiv teknologisk løsning til reduktion af metanudledning fra gylletanke.
• Partnere har ud over DTU også omfattet Cowi, Seges Innovation, Københavns Universitet og PFH Miljø & Anlæg.
• Projektet blev støttet af Landbrugsstyrelsens program GUDP og varede fra 2020 til 2023.
• Arbejdet fortsætter nu i projektet BioMet 2.0, hvor biofiltre skal etableres på to nye svinebedrifter for at indsamle yderligere dokumentation.
Under de vilde blomster og lige ved siden af gylletanken ligger biofilteret.
gennem gylletankens overdækning. Omregnet betyder det, at den samlede effektivitet i anlægget ligger på en reduktion af metanen på 69 pct.
Som en del af projektet blev der også kigget på omkostningerne gennem udregning af skyggepriser. Skyggepriser for et klimatiltag angiver omkostningerne ved at reducere med ét ton CO2-ækvivalenter (CO2-e). CO2-ækvivalenter er en omregning af drivhusgasser til den samme ’møntfod’, så det er muligt at sammenligne dem. Det er nødvendigt, fordi der er forskel på drivhusgassernes bidrag til global opvarmning.
Beregningerne har vist, at skyggeprisen for forsøgsanlægget ligger på 74 kr. pr. ton reduceret CO2-e. Til sammenligning vil den CO2-afgift, som et flertal i Folketinget vedtog i sommer, ligge på 300 kr. pr. ton udledt CO2-e fra dyreproduktionen. Frem til 2035 stiger beløbet til 750 kr. Den reelle udgift bliver dog lavere, fordi der samtidig indføres et fradrag.
”Det viser, at selvom der er omkostninger ved at etablere og drive et biofilter ved sin svineproduktion, så er det billigere end at blive opkrævet
den vedtagne CO2-afgift,” forklarer Charlotte Scheutz.
Flere tests på svinefarme
Biofiltre som en metanreducerende løsning ved overdækkede gylletanke ser så lovende ud, at forskergruppen nu har fået bevilget yderligere penge til teknologimodning.
”Den nye bevilling betyder, at vi både fortsætter med at overvåge biofilteret i Gilleleje og senere i år etablerer yderligere to biofilteranlæg hos andre svineproducenter,” siger Charlotte Scheutz.
I 2022 fandtes der i alt 2.399 landbrugsbedrifter med svin. Omfanget af metanudledningen fra bedrifterne kendes ikke. Det skal forskergruppen fra DTU Sustain råde bod på, da de skal til at måle udledningerne i et nyt projekt, hvor 18 svinefarme indgår. Ud fra målingerne bliver det på et tidspunkt muligt at estimere, hvor meget metan den danske svineproduktion udleder. 1
5 Charlotte Scheutz, professor, DTU, chas@dtu.dk
”Selvom der er omkostninger ved at etablere og drive et biofilter ved sin svineproduktion, så er det billigere end at blive opkrævet den vedtagne CO2-afgift.”
PROFESSOR CHARLOTTE SCHEUTZ, DTU
Dyrefoder er en ofte overset klimasynder
Produktionen af kød- og mejeriprodukter kræver meget dyrefoder. I stedet for at bruge landbrugsjord kan nye teknologier skabe alternative foderløsninger med mindre klimaaftryk.
2 Sole Bugge Møller og Magnus Stenaa Jensen
3 Getty Images
Det kræver foder at opdrætte kvæg, grise, kyllinger og andre husdyr. Meget foder.
Faktisk bliver næsten halvdelen af vores globale landbrugsareal brugt til at dyrke foder som soja, raps og korn, som bliver spist af husdyr.
I Danmark er tallet endnu højere – her er det næsten 80 pct. af landbrugsarealet, der bliver brugt til foderproduktion. Og det har en lang række konsekvenser: forurening fra sprøjtegift og gødning, CO2udledning fra landbrugsmaskiner samt arealer, der tages fra vild natur og derfor påvirker biodiversiteten. I lande som Sydamerika og Asien fældes store skovarealer for at udnytte mere jord til foderproduktion.
”Det er et kæmpe problem. Vi burde jo bare reducere vores forbrug af animalske fødevarer, men det er desværre ikke den vej, det går i øjeblikket. Derfor er det virkelig vigtigt, at vi får en mere effektiv og bæredygtig produktion af dyrefoder,” siger Tavs Nyord, seniorkonsulent i Concitos fødevareprogram.
På DTU udvikler forskere løsninger, der kan være med til at skabe en mere bæredygtig foderproduktion i fremtiden. Her kan du læse om tre projekter. 1
Alger omdannes til fiskefoder
Mikroalger kan fremstilles ved hjælp af CO2 og bruges som fiskefoder.
Skibscontainere kan mere end at flytte gods over verdenshavene. De kan også bruges til at dyrke alger til bæredygtig produktion af fiskefoder.
Forskere fra DTU har nemlig installeret lange rør fyldt med saltvand i containere, hvor de oplyses af kraftige LED-lys og tilføres CO2 og næring. Det får mikroalger til at vokse frem, som kan bruges til fiskefoder. Alger har et højt proteinindhold samt et højt indhold af umættede omega-3-fedtsyrer, der begge er gode for fiskene.
Kobler man teknologien sammen med et dambrug, bliver produktionen
mere cirkulær. Dambrugene udleder nemlig organisk slam, der ender som spildevand på et rensningsanlæg. Her omdannes slammet til biogas, og ved at rense biogassen for CO2 kan den genbruges i produktionen af alger i rørene i containeren. Når fiskene har spist algefoderet, afgiver de nyt slam, og cyklussen kan starte forfra. 1
5 Ivar Lund, seniorforsker, DTU, il@aqua.dtu.dk
Madaffald bliver til dyrefoder
Vores madrester kan omdannes til metan, som kan udnyttes til produktion af proteiner, der tilsættes til dyrefoder.
Resterne fra aftensmaden, slatne agurker og muggent rugbrød kan få nyt liv takket være forskere fra DTU. De har nemlig udviklet en teknologi, der udnytter biprodukter fra madaffald til at fremstille proteinholdigt foder til husdyr.
Som det er nu, bliver en del madaffald brugt til at producere varme og el ved at udvinde f.eks. biogas fra affaldet, men faktisk kan det organiske materiale bruges på en mere optimal og værdifuld måde.
I projektet PROFIT omdannes madaffald fra borgerne i Københavns Kommune til metan, samtidig med at der udvindes næringsstoffer som ammonium og fosfat takket være en ny elektrokemisk metode udviklet på DTU.
Metangassen føres ind i en bioreaktor sammen med såkaldt metanoxiderende bakterier, der spiser metanen og omdanner den til encelle-
protein. Proteinerne bliver frysetørret og lavet til et rødligt pulver, der består af 70 pct. protein med en række vigtige aminosyrer, som kan tilsættes dyrefoder og gives til grise og kvæg som alternativ til sojabønner. På den måde går stort set intet madaffald til spilde. 1
5 Irini Angelidaki, professor, DTU, iria@kt.dtu.dk
Fra bageren til fiskehandleren
Proteiner fra fermenteret brød og bagværk bliver testet som fiskefoder i et projekt mellem DTU og virksomheden G2B BioSolutions.
Hver dag bliver tonsvis af brød og bagværk smidt ud, fordi butikkerne ikke længere kan sælge det, når det begynder at blive tørt. Ifølge FN’s fødevare- og landbrugsorganisation (FAO) går en tredjedel af alt mad til spilde, og det resulterer i 3,3 mio. ton CO2-e-udledninger globalt. Men i stedet for at brødet ryger i skraldespanden, arbejder DTU-forskere på at omdanne det til proteiner, der kan bruges til fiskefoder.
Forskerne fra DTU samarbejder med virksomheden G2B BioSolutions, og de får gammelt brød og bagværk fra industribagerier i en række supermarkedskæder såsom Lidl og Salling Group. Brødet fermenteres herefter i en fermenteringsbeholder, så stivelsen i brødet bliver omdannet til sukker, og når man tilsætter gær, omdannes sukkeret til ætanol. Det kan bruges som brændstof, og under processen bliver der dannet protein som et restprodukt. Dette protein indeholder 70 pct. råprotein samt en række essentielle aminosyrer, og dermed udnyttes stort set alt i brødet.
Proteinet bliver testet som fiskefoder af den danske virksomhed BioMar, der er en af verdens førende producenter af fiskefoder, men proteinet kan også tilsættes foder til andre dyr som kvæg, grise og kyllinger.
Projektet slutter i januar 2025, men DTU og G2B BioSolutions har allerede demonstreret, at det kan opskaleres til industriel skala i 1.200liters fermenteringsbeholdere. 1
Hver dag hældes massive mængder mælk ud i afløbet i forbindelse med rengøring af produktionsrør på mejerier verden over. En nyudviklet fotonisk mikrochip skal mindske det enorme mælkespild.
Madaffald
Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri definerer madaffald som alt mad – både spiselige og ikke-spiselige dele, f.eks. en banan og en bananskræl. Madspild handler derimod kun om den spiselige del af madaffaldet
Ifølge FN var den samlede globale mængde madaffald på 1.052 mio. ton i 2022.
FN’s verdensmål nr. 12.3 sigter mod, at den globale mængde madaffald (inkl. madspild) på detail- og forbrugerniveau pr. indbygger skal halveres inden 2030.
2 Magnus Stenaa Jensen
3 Voss Analytical
Store mængder af den mad, vi producerer, havner ikke i vores maver, men ender sine dage på lossepladsen, i kloakken eller andre steder. Ifølge FN blev det i 2022 skæbnen for 1,05 milliarder ton mad, der endte som madaffald. Det svarer til omkring 132 kg pr. indbygger i verden.
Mælk er blandt de fødevarer, hvor en stor del går til spilde. Et studie fra University of Edinburgh viser, at hver sjette liter mælk, der produceres rundtom i verden, går tabt. Roden til en del af spildet skal findes allerede under selve produktionen. Inden dagen er omme, har hvert eneste mejeri i verden hældt, hvad der i gennemsnit svarer til omkring 10.000 liter mælk, ud i kloakken.
Spildet gentages hver dag. Ikke fordi mælken er blevet dårlig – tværtimod er den helt frisk. Det sker for at skylle de rør igennem, som transporterer mælken gennem produktionen og
videre ned i kartonerne. Derved sikrer mejerierne nemlig, at overskydende rensevæske, som er brugt til at rengøre rørene mellem produktioner, bliver skyllet helt væk med mælken og videre ud i kloakken, inden den nye produktion kan starte.
Mikrochip kigger ind i rør I konsortiet Nexus er forskere fra DTU og tre techvirksomheder gået sammen om at nytænke måden at kontrollere mælkeproduktionen – og potentielt andre fødevarer – på. Sammen har de udviklet et ultrakompakt optisk spektrometer (se faktaboks) i form af en mikrochip, der gør det muligt at se mængden af væske, fedt og proteiner i de føromtalte rør. Det kan dermed identificere, om der stadig er mælkerester fra en gammel produktion eller rengøringsprodukter til stede.
Det nytter nemlig ikke noget, at der sidder rester af gammel mælk fra den foregående produktion i rørene. Derfor
har mejerierne strenge regler for rengøring, hvor alle rør skylles grundigt med rensevæske og vand, inden en ny produktion starter op. Her opstår problemet.
Det er nemlig ikke til at se, om der stadig er rester i rørene efter rengøringen, som selvfølgelig ikke må blandes sammen med den nye produktion. For at komme tvivlen til livs hældes der store mængde drikkeklar mælk gennem rørene og videre ud i kloakken, inden den nye produktion kan begynde.
Fremgangsmåden er ikke bare tidskrævende, men også dyr for både pengepung og klima. Kigges der på sidstnævnte, er der faktisk god grund til at græde over spildt mælk: Metan fra kvægproduktionen er nemlig en af de helt store klimasyndere, og selvom oksekød har en markant højere udledning end mælk, viser tal fra Our World in Data , at én liter mælk i gennemsnit er ansvarlig for 3,15 kg CO2-ækvivalenter på globalt plan.
CO2-ækvivalenter er en omregning af drivhusgasser til den samme ’møntfod’, så det er muligt at sammenligne dem. Det er nødvendigt, fordi der er forskel på drivhusgassernes bidrag til global opvarmning. Til sammenligning viser tal fra Our World in Data, at CO2-ækvivalenterne for mandel- og sojamælk er henholdsvis 0,70 kg og 0,98 kg pr. liter. De 3,15 kg CO2ækvivalenter for komælk kan hver eneste dag ganges med 10.000 for hvert mejeri i verden, og så får vi en massiv udledning af drivhusgasser, som vi ikke får andet end affald ud af.
”Vi ønsker at skabe et produkt, der giver økonomisk mening for os og mejerierne, og som samtidig også gør noget godt for vores klode,” siger Søren Stobbe, der er professor på DTU Electro og leder af Nexus-projektet.
Erstatter dyrt alternativ
Kigger du ind i et mejeri, vil du typisk se et rum fyldt med rør og sensorer. Herinde kan mejeristerne bestemme mælkens strømningshastighed, temperatur og tryk med stor præcision. Men når det kommer til at afdække, hvad der præcis flyder gennem rørene, er det en langt vanskeligere opgave for mejeristerne. Årsagen er, at de eksisterende spektrometre er både meget store og – på trods af det store mælkespild – alt for dyre til at være konkurrencedygtige.
”De spektrometre, som findes i dag på mejerierne, koster omkring 100.000 euro stykket. Man kan altså ikke bare sætte 100 målepunkter op, det er simpelthen for dyrt. Med vores løsning er
går tabt.
idéen at bygge små, kompakte spektrometer til en meget lavere pris, så man kan få mange flere målepunkter og dermed være sikker på, hvornår rørene er klar til den næste produktion,” siger Søren Stobbe.
Det nye spektrometer baseres på avanceret nanoteknologi, hvilket giver unikke muligheder for at begrænse størrelse og pris på teknologien. Der er dog også en række hensyn at forholde sig til.
”Vi skal bl.a. sikre, at vores chips ikke indeholder sjældne materialer, og at de kan produceres under ordentlige forhold. Derudover skal vores teknologi kunne køre i døgndrift uden at bruge en masse energi. Det tror vi bliver muligt med vores løsning,” siger Søren Stobbe. 1
5 Søren Stobbe, professor, DTU, ssto@dtu.dk
Optisk spektrometer
Et optisk spektrometer er et instrument, der måler sammensætningen af lys fordelt på bølgelængder (’farver’). På et mejeri sendes lys gennem mælken, og afhængigt af de kemiske forbindelser, der er i mælken, vil nogle bølgelængder blive absorberet, mens andre vil blive spredt eller måske bevæge sig uhindret igennem. Den kemiske sammensætning i væsken sætter derfor et præcist fingeraftryk på lyset, så et spektrometer kan give en præcis måling af indholdet af protein, fedt og vand.
Et studie fra University of Edinburgh viser, at hver sjette liter mælk, der produceres rundtom i verden,
Vigtig viden om Jupiter og dens måner
Siden 2011 har NASA’s Juno-mission bevæget sig rundt i vores solsystem med det primære mål at blive klogere på Jupiters oprindelse og sammensætning. Ombord er fire stjernekameraer, tilsammen kendt som Advanced Stellar Compass, ASC, som er udviklet og bygget på DTU Space. Dem bruger fartøjet til at navigere efter.
Stjernekameraerne har dog vist sig at kunne langt mere end deres oprindelige formål: De registrerer nemlig også stråling – elektroner, som har så høj energi, at de kan trænge igennem kamerahuset og ind til sensoren. Mængden af forevigede elektroner afslører strålingsintensiteten i området omkring Jupiter og dens måner. Den viden kan i fremtiden vise sig at være uvurderlig.
Kortlægningen viser nemlig, at der på den ene side af månen Europa er langt mindre stråling end forventet, hvilket gør det teoretisk muligt i fremtiden at sende en sonde dertil. Europa er særligt interessant at undersøge nærmere, fordi man antager, at der er flydende vand under dens iskappe, hvilket er en forudsætning for biologisk liv.
Fotoet viser orkanlignende spiralformede vindmønstre omkring planetens nordpol. ’Citizen scientist’ Gary Eason har lavet det ved at billedbehandle rådata fra Junos kameraer, så farverne bliver klarere og fotoet skarpere.
5 John Leif Jørgensen, professor, DTU, jlj@space.dtu.dk
FYSIKEREN, DER ER OPDAGELSESREJSENDE I DATASÆT
Professor Sune Lehmann går på opdagelse i menneskers liv og færden gennem data fra sociale medier og statistikdatabaser, og hans forskning skaber ofte overskrifter i hele verden. Han får idéer ved at studere datasæt og drives af sin stærke nysgerrighed over det, der foregår omkring os. Og så har han opbygget et prisvindende forskningsmiljø.
2
3
Måske har du aldrig hørt om Sune Lehmann, men det er ret sandsynligt, at du har hørt om hans forskning, for professorens resultater skaber ofte store overskrifter i både ind- og udland.
Som da han i slutningen af 2023 sammen med forskerkolleger fra ind- og udland offentliggjorde en ny AI-algoritme, der kan forudsige begivenhederne i et menneskes liv og anslå det sandsynlige dødstidspunkt.
Eller under pandemien, da Sune Lehmann var en del af det store danske forskerteam HOPE, som bl.a. gennem analyser af borgernes færden kunne udlede, hvordan forskellige tiltag under nedlukningerne ville påvirke smittespredningen – en forskning, der i øvrigt blev hædret.
Eller da han i 2019 sammen med internationale kolleger kunne påvise, at vores kollektive opmærksomhed verden over skrumper, i takt med at hastigheden af nyheder, dagsordener og nye trendende hashtags stiger i en svimlende acceleration.
Hvordan kan Sune Lehmann med en så sikker fornemmelse placere sig selv igen og igen bag nogle af de mest øjenåbnende og vilde opdagelser, der skaber overskrifter?
”Mit mål har aldrig været at skabe overskrifter. Mit fokus er at skrive forskningsartikler, der kan måle sig med de bedste i verden. Som ung forsker blev jeg opdraget til at lave arbejde af den allerhøjeste kvalitet. Det er stadig mit mål. Det, jeg gerne vil, er at
kunne ankomme på ethvert topuniversitet ude i verden og blive respekteret som en person, der laver noget fedt arbejde,” siger Sune Lehmann.
En god idé kan mærkes i maven Professoren har sat sig godt til rette på sit kontor i Lyngby, åben og veltilpas med interviewsituationen, og besvarer spørgsmålene ved at arbejde sig sætning for sætning nærmere og nærmere dét, han tror, der adskiller ham fra mængden. For ifølge ham selv er han næppe den, der scorer højst i en IQ-test eller er bedst til machine learning.
Så hvad er det, han bringer med til bordet med en baggrund som fysiker fra Københavns Universitet til det ingeniørtunge computer scienceforskningsmiljø på DTU Compute? Det er ikke noget, han har et klart svar på, så han tænker højt:
”Som videnskabsmand har jeg nok fundet en lidt usædvanlig niche, der handler mere om bredde end om dybde. Jeg tror, at den typiske vej til succes som videnskabsperson er at have meget dyb viden om et enkelt emne. Jeg har et meget bredt spænd af interesser – jeg kan tale med om mange forskellige emner. Det giver mulighed for at se på tværs af emner og få anderledes ’skøre’ idéer,” siger Sune Lehmann, der fortsætter:
”En anden styrke er nok også, at jeg er god til at spotte gode idéer. Det er ikke, at jeg selv nødvendigvis er den, der får idéen – den kan også være gemt i noget, som min studerende siger. Men jeg kan mærke i maven, når noget
er spændende. Dét er den retning, vi forfølger. Dernæst elsker jeg samtalen. Jeg taler meget med mine studerende, mine forskerkolleger og alle mulige. Det er ofte i sammenstødet mellem tanker fra forskellige personer, at nye idéer opstår, og nye sammenhænge dukker op,” lyder det fra professoren, der oprindeligt studerede filosofi, men valgte fysikken, fordi man bedre kan observere verden frem for bare at tale om den, som han tidligere har formuleret sig i en artikel om sin vej til forskningen.
Opdagelsesrejsende i data
Fysikerens trang til at observere verden kombineret med en utæmmelig nysgerrighed er altså den 48-årige professors drivkraft.
”Modsat nutidens unge er min drivkraft ikke at redde verden.”
Sætningen bliver fulgt af en høj, spontan latter, hvorefter professoren uddyber:
”Jeg vil selvfølgelig gerne hjælpe med at gøre verden til et bedre sted. Men jeg laver ikke min forskning for at løse alle verdens problemer. Egentlig er mit udgangspunkt mere ydmygt: Jeg laver min forskning, fordi jeg gerne vil finde ud af, hvordan verden virker.”
Råstoffet i Sune Lehmanns forskning er data. Han er en slags opdagelsesrejsende i datasæt. Passionen for at
Om Sune Lehmann
• Født i 1976
• 2003: Uddannet fysiker fra Københavns Universitet (KU)
• 2007: Ph.d. i komplekse netværk ved DTU
• 2007-2010: Postdoc ved Harvard University og Northeastern University
• 2010: Ansat på DTU
• 2022: Modtager EliteForsk-prisen
• 2023: Forskningsmiljøet Social Complexity Lab under Sune Lehmanns ledelse hædres med prisen Årets Forskningsmiljø.
• 2024: Valgt ind Videnskabernes Selskab
Lotte Krull
Bax Lindhardt
udforske data opdagede Sune Lehmann som postdoc i USA, hvor han samarbejdede med László Barabási – en af verdens fremmeste netværksforskere.
”Han var virkelig drevet af idéen om at udforske data fra verden omkring os. Det var noget andet end den teorifokuserede fysik, jeg var vokset op med. I dag mener jeg, at når det gælder menneskers adfærd, er de mønstre, vi kan finde ude i verden gennem data, ofte meget rigere og mere interessante end de teorier, vi mennesker kan finde på. Det gik op for mig, at data virkelig er der, hvor vi kan lære noget nyt om verden.”
Sune Lehmann starter aldrig sin forskning med et spørgsmål, han ønsker at besvare. Det er faktisk omvendt, fortæller han:
”Jeg undersøger et datasæt og kigger efter, hvad det er for nogle spørgsmål, som vi kan besvare helt vildt godt med de data. Så jeg formulerer først spørgsmålet, når jeg kan se, hvilke svar datasættet kan give os.”
Delte 1.000 smartphones ud
Da Sune Lehmann i 2010 kom til DTU som forsker i komplekse netværks fysik,
havde han allerede de første internationale medieoverskrifter bag sig. Der havde været stor interesse i hans forskning fra opholdene på Harvard University og Northeastern University, hvor Lehmann ved hjælp af data fra Twitter kortlagde amerikanernes humør hen over døgnet og fandt, at de er gladere om morgenen end senere på dagen, og at de på vestkysten i USA er gladere end på østkysten.
I Lyngby gik Sune Lehmann heller ikke længe rundt på DTU’s campus, før han lagde an til de næste overskrifter. Det startede ved, at han i 2012 begyndte indkøbet af i alt 1.000 smartphones, som i starten af 2010’erne endnu ikke var allemandseje. Telefonerne delte han ud til de studerende, mod at de donerede deres data til hans forskning i menneskers færden og netværk.
Mobiltelefonerne gav den unge adjunkt et banebrydende datasæt, så han og hans kolleger bl.a. var blandt de første i verden, der kunne påvise, hvor meget virksomhederne bag apps i virkeligheden kan følge os via mobiltelefonerne. Datasættet indgik også i opdagelsen af, at vi mennesker – unge
”Jeg har et meget bredt spænd af interesser – jeg kan tale med om mange forskellige emner. Det giver mulighed for at se på tværs af emner og få anderledes ’skøre’ idéer.”
Hver fredag prioriterer forskergruppen
Social Complexity Lab at samles til en fælles frokost – her er det på en lille libanesisk restaurant i indre København.
som ældre – højst færdes mellem 25 steder. Antallet er ret konstant, og hvis vi tilføjer et nyt sted, så ryger et af de andre ud.
Sidst, men ikke mindst blev datasættet efterspurgt i hele verden, da pandemien ramte i 2020, og det nu gjaldt om at gennemskue borgernes færden og kontaktpunkter for at begrænse smittespredningen af COVID19.
Det er ikke tilfældigt, at Sune Lehmann fik idéen med at følge menneskers mobilitet gennem smartphones, eller at hans forskning i USA var baseret på data fra det fhv. Twitter.
”Jeg var ret tidligt optaget af smartphonen og de sociale medier. Derfor var jeg måske også blandt de første, der mærkede de negative effekter, som følger med den teknologi og disse apps. Jeg oplevede personligt, at telefonen ikke altid påvirkede mig på en særlig hensigtsmæssig måde,” siger Sune Lehmann.
Svært at være i nuet
De første tegn på, at der er en bagside af smartphonen, opdagede han i midten af 2010’erne, hvor han konstaterede, at det blev sværere for ham at koncentrere sig, at fordybe sig i en opgave eller en samtale og i det hele taget at være til stede i nuet. Udfordringerne med det svigtende fokus optog ham meget. Undervejs overvejede han, om det bare var et udtryk for aldring, selvom han dengang knap havde rundet de 40 år.
”På det tidspunkt var mine børn små, og jeg ville gerne være sammen med dem. Men det var svært at gå ned i tempo for at sætte sig ned og læse en bog med dem, når ens hjerne havde vænnet
PROFESSOR SUNE LEHMANN, DTU
sig til at skulle have ny information hvert tiende sekund for at være tilfreds.”
Det satte to ting i gang hos forskeren: en ny idé til hans forskning, der førte til den førnævnte påvisning af skrumpning af vores kollektive opmærksomhed, og så indførte han en meget mere bevidst brug af sin smartphone og de sociale medier.
”Der er jo ikke noget galt med smartphonen i sig selv, men den er gal med de sociale medieapps. De er designet til at stjæle så meget af vores tid og opmærksomhed som muligt, og hvis man ikke har en enorm selvdisciplin og er ekstremt bevidst om sit forbrug af de apps, så ender man hele tiden med at blive suget ind. Det er det samme med mails. Man kan jo ende med at bruge det halve af sit liv på at besvare mails, medmindre man bevidst vælger at gøre noget andet,” siger Sune Lehmann.
Og det gør professoren jævnligt – vælger at gøre noget andet. Eksempelvis foretrækker han at tale med sine studerende til et fysisk møde en gang om ugen.
”Så i stedet for at de hver især sender 10 mails med mindre spørgsmål, så vender vi bare det hele, når vi ser hinanden i øjnene.”
En evig kamp ikke at blive suget med Trods sit bevidste forbrug af de smarte teknologier, så falder Sune Lehmann i med begge ben igen og igen, og pludselig finder han sig selv i fuld gang med f.eks. at besvare læssevis af mails.
Meget apropos lyder der pludselig et pling fra professorens mobiltelefon på mødebordet. Han kaster et blik på den.
”Nå, det er bare en kalendernotifikation, der er 10 minutter til næste møde,” siger han og uddyber:
”Kalenderen er den eneste app, der får lov til at sige en lyd på min telefon. Og så opkald fra familien.”
Alligevel oplever han det som en konstant kamp at finde ro, dybde og kvalitet i en verden, der slet ikke er gearet til det, fortæller han.
”Det vigtigste, som jeg har opdaget, er, at hvis man ligesom forstår, at det er en evig kamp at holde fokus og ikke blive suget ind i de her teknologier, så
bliver det lettere at klare sig godt i den kamp, end hvis man går og tror, at det er noget, man selv lige kan fikse.”
Pris til forskningsmiljø
Ønsket om fordybelse og kvalitet i både hans forskning og hans relationer skinner også igennem Sune Lehmanns ledelse af forskergruppen Social Complexity Lab – en ledelse, han i øvrigt deler med Laura Alessandretti, lektor ved DTU Compute. I sommeren 2023 blev Social Complexity Lab vinder af Årets Forskningsmiljøpris, der uddeles af Det Unge Akademi. Forskergruppen blev udvalgt blandt 29 indstillede miljøer.
Det er ikke, fordi Sune Lehmann har læst hyldemeter efter hyldemeter om ledelse. Han bygger med andre ord ikke sit virke som leder på lange teorier eller fancy diagrammer. Når han opsummerer sin ledelsesstil, lyder det således:
”Jeg ønsker egentlig bare at være et anstændigt og hæderligt menneske. Mit mål er, at jeg altid kan stå inde for det, jeg siger og gør. Og derfra handler det så om at lave noget arbejde, der er så godt, som vi overhovedet kan gøre det.”
Dog har han sammen med sin coleder Laura Alessandretti lagt en struktur omkring forskerne i Social Complexity Lab, så gruppens tid varierer mellem fælles arrangementer og frihed, som de enkelte medarbejdere kan bruge til bl.a. fordybelse.
Derudover har Sune Lehmann valgt torsdagen som ugens mødedag, hvor
han får set sine medarbejdere i øjnene og talt om deres projekter og alt det andet løse for at minimere antallet af mails i sin indbakke.
Plads til hygge – og fejl
Og endelig er der fællesfrokosterne, som finder sted på fredage, og som er et indslag, gruppen prioriterer at dukke op til.
”Så slapper vi af og hygger os – og lige efter holder vi et gruppemøde, hvor alle får taletid. Man vælger selv, hvad man vil dele med de andre. Det er oftest noget fra ens faglige liv, men det kan også være noget fra ens privatliv. Det er et rum, hvor vi har plads til begge dele. Vi er jo ikke kun videnskabsfolk. Vi er også mennesker,” siger Sune Lehmann, der gerne går forrest med at fortælle om egne oplevelser og fejl for netop at vise, at det er der plads til.
At forskergruppen vægter både deres faglighed og deres private liv, fremgår også af Social Complexity Labs hjemmeside. Et stykke nede på siden står der:
“Finally, if you wonder why the website is so minimal (and terrible), it's because we're busy writing papers or perfecting work/life balance instead of making fancy websites.”
Sådan. Tydeligere kan det vist ikke siges: Det handler om at bevare fokus på det, der er vigtigt. 1
5 Sune Lehmann, professor, DTU, sljo@dtu.dk
og lektor Laura Alessandretti deles om ledelsen af forskergruppen Social Complexity Lab, og de blev i 2023 hædret med Årets Forskningsmiljøpris for at have skabt et godt arbejdsmiljø for gruppens forskere.
Professor Sune Lehmann
Fra laboratorieforsøg til MUS-samtaler
Hvad skal der egentlig til, for at en forskers opfindelse i laboratoriet bliver til en virksomhed? Rejsen er lang og ofte svær. Startuppen NitroVolt har netop afsluttet rejsen gennem DTU’s økosystem for iværksætteri – og starter nu en ny rejse som deep tech-virksomhed.
2
3
Om NitroVolt
Teknologien i NitroVolt udspringer fra DTU Fysiks forskergrupper SurfCat og CatTheory, som på daværende tidspunkt blev ledet af professorerne Ib Chorkendorff og Jens Nørskov. Som ph.d. og postdoc i disse forskningsgrupper har Suzanne Zamany Andersen, i samarbejde med Mattia Saccoccio og deres kolleger, udviklet et system til at producere ammoniak lokalt og bæredygtigt ved kun at bruge luft, vand og elektricitet.
Nitrofix Solutions/NitroVolt har fået støtte fra følgende iværksætterprogrammer: DTU Discovery Grant, Spin-outs Denmark, The Villum P2X Accelerator, DTU DeepTech Mentoring, Breakthrough Energy Fellowship Program og DTU Earthbound.
Ph.d. Suzanne Z. Andersen havde holdt sig vågen i næsten fem døgn. For at holde produktionen af ammoniak kørende måtte hun nemlig hver halvanden time tjekke for små ændringer i processen.
Forsøget stoppede på grund af søvnmangel. Alligevel havde hun bevist, at hun havde fundet en metode til at producere ammoniak ved elektrolyse af vand, luft og elektricitet stabilt over længere tid, hvilket er afgørende for fremtidig kommercialisering af teknologien. Det blev startskuddet til Nitrofix Solutions – senere NitroVolt – og det første patent på startuppens teknologiske løsning.
Seks år efter opdagelsen i laboratoriet er Suzanne Z. Andersen nu cofounder og CEO for NitroVolt, som tæller i alt ni ansatte, sammen med cofounder og CTO Mattia Saccoccio. For Suzanne Z. Andersen har rejsen været det hele værd:
”Det har været en helt vild rejse, fra først at lave bare mikrogram af ammoniak i et laboratoriesetup til nu at have en 400 cm2 elektrolysecelle, vores eget Nitrolaboratorie og et helt fantastisk team af Nitroemployees. At pleje noget fra bare en idé til virkelighed er simpelthen sådan en fed følelse!”
NitroVolt har modtaget flere legater fra ind og udland til at udvikle deres PowertoXteknologi og modne deres businesscase. Fra DTU’s omfattende økosystem for iværksætteri har The Villum P2X Accelerator (VPX) været
afgørende for, at NitroVolt er blevet en realitet. VPX er et innovationsprogram, som skal bringe PowertoXprojekter tættere på markedet og derved accelerere den grønne omstilling. For Suzanne Z. Andersen betød programmet også, at hun gik fra at være forsker til at være CEO – med alt, hvad det indebærer.
Administrativ og juridisk støtte Flere folk i laboratoriet betyder fremskridt i udviklingen af teknologien. Det betyder også rekruttering, ansættelseskontrakter, MUSsamtaler og daglig ledelse. Med støtte fra VPXprogrammet kunne de to cofounders ansætte fem medarbejdere fra 2023 til 2024 til at videreudvikle teknologien. Derudover fik de adgang til kontorlokaler, laboratorier samt administrativ support fra DTU.
Ansættelsen af medarbejdere blev en milepæl for startuppen, og for Suzanne Z. Andersen betød det, at hun gik fra at være forsker i laboratoriet til at være virksomhedsleder. Med ansatte under sig skulle hun også håndtere mødet mellem forskellige arbejdskulturer og etablere gode mødestrukturer og ledelsesrammer for medarbejderne.
”Uden VPXprogrammet var vi ikke blevet en startup. Gennem VPX fik vi økonomisk støtte og administrativ hjælp til at ansætte folk. Vi fik også støtte til at få det juridiske på plads via DTU, hvilket har været udfordrende. Det gjorde, at vi havde ressourcer og ro til at udvikle teknologien, samtidig med
Katrine Damkjær
Peter Vesborg og Tobias Bagge
at vi fik erfaring med virksomhedsledelse,” siger Suzanne Z. Andersen.
Decentral og bæredygtig ammoniakproduktion
For at forstå perspektiverne i Suzanne Z. Andersens opdagelse og NitroVolts potentiale skal vi zoome ind på ammoniak. Ammoniak er i dag et af de vigtigste kemikalier i fødevareproduktion. Verden over gøder landbrug med ammoniak – ellers ville vi ikke kunne brødføde os allesammen.
NitroVolt vil gøre den lokale landmand i stand til at producere ammoniak af vand, strøm og elektricitet direkte på gården. Det vil spare miljøet for CO2udledning, da produktionen kan være helt CO2neutral ved brug af grøn strøm, og transporten af ammoniak fra de nuværende store, centrale produktionsanlæg i lande som Rusland, Kina og USA kan undgås.
NitroVolts teknologi har potentiale til at revolutionere landbruget. Men
vejen dertil er lang. Teknologien skal udvikles og opskaleres fra at kunne producere 1 g ammoniak pr. dag i laboratoriet, til at landmanden selv kan producere 150 kg ammoniak pr. dag på sin gård. Der skal findes investorer til at skyde penge i startuppen, de juridiske rammer skal afklares og måske vigtigst af alt: Det rette team til at drive udviklingen skal sættes og ledes.
En stærk businesscase
Da forsker Mattia Saccoccio kom med i projektet i 2019, insisterede han på, at NitroVolt skulle tale med aftagerne af teknologien og ikke kun stå i laboratoriet og udvikle teknologien.
”At få et landbrug til at gå op er utrolig kompliceret, og der er mange faktorer, man skal tage højde for. Den største risiko er vejret – og det har man ingen kontrol over. Vi har utrolig stor respekt for landmænd, og det er vigtigt, at vores teknologi gør deres liv nemmere. Heldigvis for os, så var det
”Det har været en helt vild rejse, fra først at lave bare mikrogram af ammoniak i et laboratorie-setup til nu at have en 400 cm2 elektrolysecelle, vores eget Nitro-laboratorie og et helt fantastisk team af Nitro-employees.”
Mattia Saccoccio (t.v.) og Susanne Z. Andersen er efter mange års arbejde i laboratorierne klar til at forlade rugekassen på DTU.
CEO SUSANNE Z. ANDERSEN, NITROVOLT
allerede på den tredje gård, vi besøgte, at landmanden spurgte os om, hvornår han kunne købe vores system. Der vidste vi, at der var et marked for vores drøm,” siger Mattia Saccoccio.
De to forskere har brugt mange timer i marken – bogstavelig talt. For at lære deres kunder at kende og få indsigt i det marked, de bliver en del af, har de talt med over 170 mennesker. Fra danske og udenlandske landmænd og landbrugsorganisationer til ammoniakproducenter og -distributører. Derfor har de i dag indsigt i, hvordan deres teknologi kommer til at indgå i landmandens daglige arbejde, samt hvordan hele forsyningskæden ser ud.
”Det første skridt er at finde ud af, om der er et marked for din teknologi. Det har været afgørende for NitroVolts succes som startup, at vi har talt med potentielle kunder. Du kan lave den bedste teknologi, men hvis ingen vil betale for den, har du ikke en businesscase,” siger Suzanne Z. Andersen.
For at videreudvikle sin businesscase har NitroVolt fået vejledning og støtte gennem forskellige kurser og programmer i entreprenørskab – både gennem DTU og gennem andre nationale og internationale innovationsprogrammer. På DTU har de senest afsluttet et forløb hos DTU Earthbound – et initiativ, der matcher DTU-forskere med anerkendte iværksættere med det formål at få forskningen hurtigere ud af laboratoriet og videre over i en startupvirksomhed.
”Du kan lave den bedste teknologi, men hvis ingen vil betale for den, har du ikke en businesscase.”
CEO SUSANNE Z. ANDERSEN, NITROVOLT
Her blev NitroVolt matchet med den erfarne teknologientreprenør Rasmus Bjerngaard, som over seks måneder hjalp dem med at starte virksomheden op. Han har bl.a. hjulpet dem med at raffinere deres teknisk-økonomiske analyse af NitroVolts teknologi for at finde ud af, hvor meget deres produkt kommer til at koste, og med at få styr på præsentationsmateriale til og kontrakter med investorer på plads.
Forlader rugekassen på DTU
I dag bruger Suzanne Z. Andersen de fleste af sine vågne timer på at fundraise og sælge NitroVolts vision til investorer i Danmark og udlandet samt lede startupvirksomheden. Bare det sidste år har hun været på 16 rejser for at deltage i konferencer og holde oplæg om NitroVolt.
”Før VPX-programmet var Mattia og jeg forskere i laboratoriet. Nu er vi
virksomhedsledere og entreprenører. Jeg forsøger så vidt muligt at være i laboratoriet to dage om ugen. Det er ikke altid det lykkes,” siger Suzanne Z. Andersen.
Når projektet Nitrofix Solutions forlader DTU, kappes alle bånd til universitetet. Formelt set betyder det, at medarbejderne skifter fra at være ansatte på DTU til at være ansatte i virksomheden NitroVolt, som ligger klar i kulissen med et CVR-nummer. For Susanne Z. Andersen betyder det, at hun fremadrettet også skal håndtere administration, økonomi og HR – ud over den daglige ledelse, fundraising og teknologiudvikling.
”DTU har givet os midler til at udvikle vores teknologi og tid til at få det juridiske og administrative grundlag for virksomheden på plads. Det gør, at overgangen til selvstændig virksomhed bliver mere blød,” slutter Suzanne Z. Andersen.
Forude venter endnu tre til fire års teknologiudvikling, før NitroVolt kan sælge den første ammoniak-enhed på markedet. Lige nu arbejder virksomheden på at udvikle en testenhed til danske landbrug, som kan producere flere kg ammoniak pr. dag. De regner med at have den klar til tests på en dansk gård i 2025. Målet er en fuldskala-enhed, der kan producere op til 150 kg ammoniak pr. dag til et standardlandbrug, og som de regner med at have på markedet i 2027.
5 Susanne Z. Andersen, CEO, NitroVolt, sza@nitrovolt.com
4 Læs mere på nitrovolt.com.
Vejen til marked er stadig lang, men NitroVolts teknologi har potentiale til at revolutionere landbruget.
FREM PÅ RANGLISTE
DTU er rykket hele 12 pladser frem og ligger nu nummer 109 på QS World University Rankings 2025, som oplister de 1.500 bedste universiteter i hele verden. DTU’s mange studerende og forskere fra andre lande bidrager til den forbedrede placering.
”Det er vigtigt, at vi orienterer os mod verden, og mange af vores samarbejdspartnere er da også globale, ligesom vi møder udenlandsk arbejdskraft i stort set alle brancher. For talent kender ingen grænser, og det gør de udfordringer, vi skal løse, heller ikke – hvad end det er klimakrisen, energikrisen eller den grønne omstilling,” siger rektor på DTU Anders Bjarklev.
Tættere på universelt donorblod
Røde blodlegemer bærer specifikke antigener, der bestemmer, hvilken af de fire blodtyper (A, B, AB, O) en persons blod tilhører. Antigener i A- og B-blodtyper kan udløse en potentielt livstruende immunreaktion, hvis en modtager får en transfusion, som ikke matcher modtagerens blodtype.
Forskere på DTU og Lunds Universitet har nu opdaget enzymer, der i en blanding med røde blodlegemer kan minimere disse immunreaktioner. Resultaterne er offentliggjort i tidsskriftet Nature Microbiology.
For første gang fjerner de nye enzymcocktails ikke kun de velkendte A- og B-antigener, men også andre varianter af antigener, der ikke tid -
ligere har været kendt for at udgøre en risiko ved blodtransfusion.
”Vi er tæt på at kunne generere universelt blod fra gruppe B-donorer, mens der stadig er arbejde at gøre for at konvertere det mere komplekse gruppe A-blod,” siger professor Maher Abou Hachem om opdagelsen.
Forskernes ultimative mål er en universel blodproduktion, som vil kunne reducere logistikken og de omkostninger, der i dag er forbundet med at opbevare forskellige blodtyper. Udviklingen af universelt donorblod vil samlet set føre til bedre udbud af donorblod, bl.a. fordi spildet af blod, der nærmer sig udløbsdatoen, bliver reduceret.
50.000 SÅ MANGE UNIKKE BESØGENDE FRA
LANDE OG TERRITORIER HAR
DTU’S GLOBALE VIND ATLAS
MÅNED I FØRSTE HALVÅR AF
TIL BL.A. AT IDENTIFICERE OMRÅDER, DER KAN
TIL AT OPSTILLE VINDMØLL EPARKER.
DTU fastholder sin placering som nummer to i Danmark, og rykker syv pladser frem til nummer 41 i Europa – en fremgang, der er i tråd med, at DTU på den nye EngiRank-liste i 2023 fik en placering som nr. 1 blandt 225 tekniske universiteter i EU.
QS World University Rankings betragtes som en af de mest læste universitetsranglister i verden. Ranglisten har til formål at afspejle universiteternes position og forventningerne til universiteternes præstationer for det næste akademiske år. Derfor bliver listerne navngivet med årstallet for året efter det år, de er produceret i.
”Efter
min mening er samarbejde den største glæde ved at forske, glæden ved at dele forskningsresultater med kolleger og glæden ved hele tiden at lære nye ting.”
Postdoc Andy Sode Anker om sin forskning, der kombinerer materialekemi, maskinlæring og robotteknologi på tværs af landegrænser i udviklingen af nye materialer. Han er havnet på Forbes-magasinets talentliste ’30 under 30 Europe’ i kategorien Science & Healthcare
ER KLIMAVENLIGE BYGNINGER INDEKLIMAETS FJENDE?
Vi tilbringer 90 pct. af vores tid inden døre her i landet. Alligevel er indeklima omgivet af påstande og anekdotisk evidens, som at det er dyrt at sikre et godt indeklima. Få nyeste viden om indeklima fra professor Pawel Wargocki.
q: Kan vi bygge energieffektivt og samtidig sikre et godt indeklima?
a: Absolut. At bygge energieffektive bygninger behøver ikke at være en hindring for at skabe et godt indeklima. Det er en myte, at alle nye klimavenlige bygninger er for tætte og derfor har et dårligt indeklima. Omvendt er der heller ikke nogen kobling mellem indeklimaets kvalitet og ældre bygninger.
Vi er ved at undersøge indeklimaet på DTU’s campus i Lyngby i både de 5060 år gamle bygninger og i de helt nye bygninger, som er under 10 år gamle. Vi laver objektive og subjektive undersøgelser,
dvs. vi både laver målinger og spørger brugerne af bygningerne. Indtil videre har vi ikke fundet nogen stærk sammenhæng mellem en bygnings alder og kvaliteten af indeklimaet.
q: Er det dyrt at sikre et sundt indeklima?
a: Nej. Hvis man skal renovere en bygning eller bygge en helt ny, så er det ikke dyrt at sikre et godt indeklima, når bare man tænker løsningerne ind allerede ved planlægningen. Når vi bygger nyt her i landet eller laver større renoveringer, så stiller bygningsreglementet krav til indeklimaet. Det handler bl.a.
om ventilation i bygningen, at byggematerialer ikke forurener indeluften, og at der er tilfredsstillende lys og temperaturforhold både sommer og vinter, og at akustiske forhold også er optimale.
Forbedringer af indeklima kan godt blive dyrt, hvis det drejer sig om en bygning, der som udgangspunkt er dårlig, som ved de omfattende PCBog asbestrenoveringer.
q: Hvad er oftest overset i indeklimaet?
a: De fleste ved, at temperatur, luftkvalitet, lys og støj er vigtige for indeklimaets kvalitet. De færreste er måske opmærksomme på, hvor
meget vores velvære øges, når vi har kontakt med noget natur.
Undersøgelser har vist, at der er større trivsel hos brugerne af en bygning, når der er udsyn til natur, f.eks. hvis man kan se træer eller et grønt område, mens man opholder sig inde. Hvis det ikke kan lade sig gøre, så kan man indirekte have adgang til natur som f.eks. potteplanter. En del af naturoplevelsen er også at have dagslys.
At have adgang til natur er ikke en del af den traditionelle opfattelse af indeklima, men det giver mening at være opmærksom på, når vi vil forbedre trivslen inden døre. Et andet overset element er brugernes adgang til at have indflydelse på indeklimaet. Dét, at vi kan ændre på f.eks. temperaturen eller luftens kvalitet, når vi har brug for det, er også vigtigt for vores trivsel.
q: Er indeklima underprioriteret, siden mange skoler kæmper med det?
a: Selvom vi overordnet set har godt styr på indeklimaet mange steder i Danmark, så er der stadig steder, hvor det halter. Det er egentlig mærkeligt, fordi forskningen i mange år har vist, at et dårligt indeklima på arbejdspladser nedsætter produktiviteten, og at det i skolerne går ud over børnenes indlæring. Det fører også til et øget sygefravær og dårlig søvn. Så et dårligt indeklima medfører mærkbare økonomiske tab. Det var tydeligt under pandemien, som viste, at vi ikke er godt forberedte med tekniske løsninger som mekanisk ventilation i bygninger til at tackle sådanne hændelser. Da der
nogle gange er tale om forsinkede effekter, så er det måske svært at forstå nødvendigheden af at gøre noget, fordi man ikke kan se koblingen mellem indeklima og børns nedsatte akademiske udvikling eller udviklingen af helbredsproblemer. Det betyder, at vi ikke kan se effekterne her og nu, men at de først viser sig engang ude i fremtiden. Derudover tror jeg også, at økonomi spiller ind, når der år efter år ikke bliver gjort noget f.eks. for at forbedre skolernes indeklima. Igen kan den forkerte forestilling om, at det er meget dyrt, spille ind. Men også at problemerne vokser, hvis de ikke løses hurtigt eller gennem løbende vedligeholdelse.
q: Hvad mangler vi af viden?
a: Det kunne være interessant at fokusere på de positive effekter, indeklima kan medføre. Vi burde erhverve os mere viden om, hvordan indeklimaet kan understøtte vores sundhed og måske kan gøre os mere robuste. Er der f.eks. nogle feedbackloops mellem indeklima og vores immunsystem, som vi kunne udnytte, så vi bliver stærkere, selvom vi opholder os inden døre?
I vores forskningsgruppe er vi bl.a. ved at kigge på en sammenhæng mellem indeklimaet, respons og mentalt helbred. Vi undersøger også, hvordan de forskellige elementer spiller sammen og påvirker vores oplevelse. Bliver vi f.eks. mere påvirket
Om forskningen
• DTU’s forskning i indeklima er samlet i International Centre for Indoor Environment and Energy (Sektionen for Indeklima) ved DTU Sustain.
• Forskningen fokuserer på mennesker og deres helbred, komfort og produktivitet i det indeklima, de eksponeres for i boliger, på arbejdspladser, i skoler og i transportmidler.
• Forskerne gennemfører omfattende undersøgelser, både under kontrollerede forhold i laboratoriet og i felten, for at undersøge forskellige typer indeklima, og hvordan de påvirker mennesker.
• Forskerne samarbejder med industrien både i forhold til udveksling af viden og til udvikling af nye teknologier.
af luftkvaliteten, hvis der er meget støj? I vores nuværende forskning inddrager vi brugernes oplevelse mere, så det ikke kun handler om målinger. En temperatur kan opleves meget forskelligt, afhængigt af hvem du spørger. Det vigtigste for os er, at vi har mennesket i centrum af vores forskning.
5 Pawel Wargocki, professor, DTU, pawar@dtu.dk
Professor Pawel Wargocki er indeklimaforsker i International Centre for Indoor Environment and Energy ved DTU Sustain.
FREMTIDENS SUPERBATTERI TIL ELBILER ER LAVET AF STEN
Om 10 år vil faststofbatterier af stensilikater
være et miljøvenligt, mere effektivt og sikkert alternativ til de litiumionbatterier, vi bruger i dag. Nu har forsker fået patent på et nyt superionisk materiale baseret på et mineral, der kan udvindes af ganske almindelige sten.
2
3
Det er batteriet i din elbil, som afgør, hvor langt du kan køre på en opladning, og hvor hurtigt du kan lade op igen. Litiumionbatteriet, der i dag er det mest udbredte elbilbatteri, har dog sine begrænsninger, både i forhold til kapacitet og sikkerhed, men også tilgængelighed, for litium er et dyrt, miljøskadeligt materiale, og knapheden på det sjældne metal kan blive en stopklods for den grønne omstilling af biltransporten.
I takt med at flere og flere skifter over til elbiler, har vi brug for at udvikle en ny generation af batterier uden litium, som er mindst lige så effektive,
men mere miljøvenlige og billigere at producere. Det kræver nye materialer til batteriets hovedkomponenter, anode, katode og elektrolyt, samt at vi udvikler nye måder at designe batterier på. Det er et forskningsfelt, som lige nu optager forskere over hele verden, for når vi finder nye ’opskrifter’ på batterier, vil det muliggøre en markant reduktion af vores CO2udledning fra transportsektoren.
På DTU har forsker Mohamad Khoshkalam opfundet et materiale, som har potentiale til at erstatte litium i fremtidens superbatteri: faststofbatterier baseret på kalium og natriumsilikater. Det er stensilikater, som er nogle af de mest almindelige mineraler i jordskorpen. Det findes i de sten, du samler op på stranden eller finder i din have. En stor fordel ved det nye materiale er, at det ikke er følsomt over for luft og fugtighed. Det gør det muligt at forme det til et papirtyndt lag inde i batteriet.
Patent på superionisk materiale
Potentialet i det mælkehvide, papirtynde materiale baseret på kaliumsilikat er stort. Det er et billigt, miljøvenligt materiale, som kan udvindes af stensilikater, der dækker over 90 pct. af jordens overflade. Materialet kan lede ioner ved omkring 40 grader og er ikke følsomt over for fugt.
Det vil gøre en opskalering og fremtidig batteriproduktion lettere, sikrere og billigere, da produktionen kan finde sted i en åben atmosfære og ved temperaturer tæt på stuetemperatur. Desuden fungerer materialet uden tilføjelse af dyre og miljøskadelige metaller som kobolt, som i dag anvendes i litiumionbatterier for at forbedre kapacitet og levetid.
”Kaliumsilikats potentiale som faststofelektrolyt har været kendt
Katrine Damkjær
Frida Gregersen, Claus Lunau
Mohamad Khoshkalam har opfundet et nyt materiale baseret på stensilikater til en faststofelektrolyt, der har potentiale til at erstatte litium i fremtidens elbilbatterier.
længe, men er efter min mening blevet ignoreret på grund af udfordringer med kaliumionernes vægt og størrelse. Ionerne er store og bevæger sig derfor langsommere,” fortæller Mohamad Khoshkalam.
For at forstå perspektiverne i Mohamads opdagelse skal man først forstå, hvilken afgørende rolle elektrolytten spiller i et batteri. Elektrolytten i et batteri kan være en væske eller et fast materiale – en såkaldt faststofelektrolyt. Elektrolytten gør det muligt for ionerne at bevæge sig mellem batteriets anode og katode. Herved opretholdes den elektriske strøm, der genereres under afladning og opladning. Sagt med andre ord har elektrolytten afgørende betydning for batteriets kapacitet, opladningstid, levetid og sikkerhed.
Elektrolyttens ledeevne afhænger af, hvor hurtigt ionerne kan bevæge sig i elektrolytten. Ionerne i stensilikater bevæger sig som udgangspunkt langsommere end ionerne i litiumbaserede ektrolytter, da de er større og tungere. Men Mohamad har fundet en opskrift på et superionisk materiale af kaliumsilikat samt en fremgangsmåde, der får ioner til at bevæge sig hurtigere end i litiumbaserede elektrolytter.
”Allerede den første måling med en batterikomponent afslørede, at materialet har en rigtig god ledeevne som faststofelektrolyt. Jeg kan ikke afsløre, hvordan jeg har udviklet materialet, da opskriften og fremgangsmåden nu er patenteret,” fortsætter Mohamad Khoshkalam.
Batteriet, alle venter på
Faststofbatterier anses af både forskere og elbilproducenter som fremtidens superbatteri. Senest har Toyota meldt ud, at de forventer at lancere en elbil
med et litium-faststofbatteri i 2027-28.
Flere bilproducenter har dog før annonceret elbiler med faststofbatterier for efterfølgende at trække i land.
I et faststofbatteri bevæger ionerne sig gennem et fast materiale og ikke gennem en væske som i de almindelige AA+-litiumionbatterier, du kan købe i supermarkedet. Det er der flere fordele ved: Ionerne kan bevæge sig hurtigere gennem et fast materiale, og det gør batteriet mere effektivt og hurtigere at oplade.
En enkelt battericelle kan laves så tynd som et stykke karton, hvor anode, katode og faststofelektrolyt er ultratynde materialelag. Derfor kan vi lave kraftigere batterier, der fylder mindre. Det giver fordele på vejen, da du vil kunne køre op til 1.000 km på en enkelt opladning på ca. 10 minutter. Derudover er et faststofbatteri mere brandsikkert, da det ikke indeholder væske, som kan antændes.
Før vi ser faststofbatteriet på markedet, er der dog flere udfordringer, som skal løses. Teknologien fungerer fint i laboratoriet, men er svær og dyr at opskalere. For det første er materialeog batteriforskning både kompleks og tidskrævende, fordi materialerne er enormt sensitive og kræver avancerede laboratorier og udstyr. De litiumionbatterier, vi bruger i dag, tog over 20 år at udvikle, og vi udvikler stadig på dem.
Tidslinje
I dag: Litiumionbatterier i forbedrede udgaver
Det er svært at overgå litiums egenskaber til at lede ioner, men materialet er dyrt og svært tilgængeligt.
Vi vil se nye, forbedrede litiumionbatterier med en lavere koncentration af kobolt og litium.
Inden for fem år: Natriumion- og kaliumionbatterier samt litium-faststofbatterier
Natriumion- og kaliumionbatterier har en høj TRL (Technology Readiness Level). Flere bilproducenter forventer at sætte det i masseproduktion inden for fem år. Udviklingen af litium-faststofbatterier er længere fremme. Vi vil derfor se dem på markedet før kalium- og natrium-faststofbatterier.
Fra om 10 år: Faststofbatterier af stensilikater
Kalium- og natrium-faststofbatterier har en lav TRL. Det betyder, at der skal tages mange skridt, før batteriet kan kommercialiseres. Teknologien fungerer i laboratoriet, men flere tekniske udfordringer skal løses, før teknologien kan opskaleres til et funktionsdygtigt elbilbatteri, der kan masseproduceres.
Sådan fremstilles battericellen
Med det nyudviklede faststofelektrolyt-materiale baseret på stensilikater er det muligt at fremstille en enkelt battericelle så tynd som et stykke karton, hvor anode, katode og faststofelektrolyt (det midterste grå lag) er ultratynde materialelag.
Det gør det muligt at lave kraftigere batterier, der fylder mindre – og i elbiler vil man potentielt kunne køre op til 1.000 km på en enkelt opladning på ca. 10 minutter.
Der skal bruges mellem 200-1.000 battericeller til et elbilbatteri alt efter biltype.
For det andet skal vi udvikle nye måder at producere og forsegle batterierne på, så de ultratynde materialelag i battericellen ikke knækker, og så de har vedvarende kontakt. Det er nødvendigt for at batteriet kan virke. I laboratoriet løser man det ved at presse lagene i battericellen sammen med et højt tryk, men det er svært at overføre til et kommercielt elbilbatteri, som består af mange battericeller.
Faststof-stenbatteri er high-risk-teknologi
Faststofbatterier baseret på kaliumog natriumsilikater har i modsætning til litium-faststofbatterier en lav TRL (Technology Readiness Level). Det betyder, at der stadig er lang vej fra opdagelsen i laboratoriet til at få teknologien ud i samfundet og gøre gavn. Vi kan derfor tidligst forvente at se dem i nye elbiler på markedet om 10 år. Det er også en ’high-risk’-teknologi, hvor chancen for kommerciel succes
er lille, og de tekniske udfordringer mange. Ikke desto mindre er Mohamad fuld af optimisme:
”Vi har vist, at vi kan finde et materiale til en faststofelektrolyt, som er billigt, effektivt, miljøvenligt og skalerbart – og som endda fungerer bedre end faststofelektrolytter baseret på litium.”
Et år efter opdagelsen i laboratoriet på DTU har Mohamad fået patent på opskriften og er ved at etablere startupvirksomheden K-Ion, som skal udvikle faststofelektrolyt-komponenter til batterivirksomheder.
Næste skridt for Mohamad og hans team er at udvikle et demobatteri, der over for virksomheder og potentielle investorer kan vise, at materialet virker. De forventer at have en prototype klar om ca. to-tre år. 1
5 Mohamad Khoshkalam, postdoc, DTU, mokhos@dtu.dk
”Allerede den første måling med en batterikomponent afslørede, at materialet har en rigtig god ledeevne som faststofelektrolyt.”
POSTDOC MOHAMAD KHOSHKALAM, DTU
De vil have toiletbesøgene til at spille på festival
Et nedsat syn står ikke i vejen for at nyde musikken på Roskilde Festival, men det kan gøre et toiletbesøg på pladsen mere udfordrende. En idé udviklet af studerende skal gøre det rarere at træde af på naturens vegne.
2 Miriam Meister
3 Ditte Valente
Nordens største musikfestival løber hver sommer af stablen i Roskilde, hvor 130.000 mennesker finder sammen på en midlertidig campingplads. Her foregår toiletbesøg i dertil opstillede vogne.
Det kan for gæster med nedsat syn være en udfordrende oplevelse, da ikke alle vogne er indrettet ens.
Den udfordring forsøgte en gruppe DTU-studerende at råde bod på ved årets festival med et 3D-printet kort, de fem havde udviklet på et kursus i foråret. Kortet kan sættes på en toiletdør, og gæster med nedsat syn kan så bruge det til med fingrene at danne sig et overblik over indretningen.
”Derved behøver man ikke at føle rundt på overfladerne derinde,” forklarer Christian Stampe.
Værdifuld feedback
Gruppen har i udviklingen fået værdifuldt input fra en person med synshandicap, og det har været givende at få idéen afprøvet på årets festival:
”Vi planlægger at tage de indsamlede data og udarbejde en forbedret version af vores produkt, der inddrager de aspekter af vores prototyper, der fungerede bedst,” siger Christian Stampe. Gruppen vil gerne have en endelig version klar til næste års festival – et tiltag, som 33-årige Kenneth Schack Banner, som er bestyrelsesmedlem i Dansk Blindesamfunds Ungdom og selv har været festivalgæst de sidste tre år, vil byde velkommen. Han er blind og mener, kortet har stort potentiale, for som han siger:
”Ingen har jo lyst til at mærke sig rundt på et toilet, hvor man ikke ved, hvor rent det er.”
Eftersom der ikke findes standardikoner for det gængse toiletinventar som f.eks. en skylleknap eller et toiletsæde samt det ekstraudstyr, der findes på et handicaptoilet, mener Kenneth Schack Banner, at nøglen til succes vil være at udforme ikoner, som gør det nemt både hurtigt og præcist at afkode de forskellige elementer.
Når gruppen har knækket koden til at lave et velfungerende toiletkort, håber medlemmerne at udvikle et standardbibliotek af ikoner, som kan sammensættes på taktile kort til andre typer rum.
”Vi fandt ud af, at dette på nuværende tidspunkt ikke eksisterer,” siger Christian Stampe.
5 Christian Stampe, studerende, DTU, s204719@dtu.dk
Studerende og opfinder Franziska Marie Bäuerlein fastgør det 3Dprintede kort, som skal gøre toiletbesøg mere behagelige for personer med synshandicap.
DTU på Roskilde
Det er 13. år, at Roskilde Festival bliver brugt som laboratorium af DTU-studerende, som kan teste deres innovative og bæredygtige tekniske løsninger i forhold til udfordringer med alt fra vandforsyning og affaldssortering over akustik og tilgængelighed til energiforbrug og genanvendelse. Ved årets festival deltog i alt 20 projekter, der alle har som mål at forbedre festivaloplevelsen.
Magnus Haraldson Høie
Alder: 31
Uddannelse: Cand.polyt., Life Science Engineering and Informatics, Sino-Danish Center
Projektets forskningsfelt: Immunoinformatics og machine learning
Projektperiode: 2021-2024
Vejledere: Professor Morten
Nielsen (hovedvejleder), DTU
Sundhedsteknologi, professor Ole Winther, DTU Compute, og Paolo Marcatili, Novo Nordisk
Antibody Design
Når der er tid, så prioriterer Magnus Haraldson Høie at dyrke sport, for det hjælper ham med at koble af fra arbejdet. Ud over klatring, så er crossfit, cykling og squash blandt de sportsgrene, han foretrækker.
En god dag er, når idéer ikke falder til jorden
2 Lotte Krull
3 Frida Gregersen
Mit ph.d.-projekt handler om … … design og optimering af antistoffer. Antistoffer er et proteinbaseret molekyle. De kan binde sig til antigener som f.eks. en bakterie eller et virus og dermed hjælpe vores immunsystem med at bekæmpe en infektion. Ligesom alle andre proteiner er antistoffer bygget op af lange strenge af aminosyrer. Strengene er foldet sammen i en tredimensionel struktur. Alle proteiner i verden er foldet sammen på deres helt egen unikke måde.
I mit arbejde har jeg primært fokuseret på at forbedre antistoffers binding. Jeg har udviklet softwareplatforme, der anvender kunstig intelligens til at forudsige, hvilke aminosyresekvenser der vil folde sig til en specifik struktur, som er gunstig for binding. Denne proces er kendt som ’inverse folding’. Når vi forudsiger sekvenser, der sandsynligvis resulterer i en struktur, der binder mere effektivt til antigener, kan vi syntetisere (kemisk fremstille, red.) nye antistoffer.
Forskningen kan bidrage til … … en hurtigere udvikling af nye vacciner eller forbedringer af de eksisterende, så de bliver mere effektive.
I løbet af mit ph.d.-projekt har jeg selv udviklet eller været med til at udvikle i alt fire AI-baserede værktøjer. Et af værktøjerne udviklede jeg sammen med kolleger fra Oxford Protein Informatics Group. Det hedder AntiFold og kan bruges til at designe nye antistoffer med. Værktøjet er baseret på Metas store proteinsprogmodel, som aktivt bruges til proteinforskning. Vi fintunede modellen, så den blev specialiseret inden for antistoffer.
Et andet værktøj kan forudsige et proteins struktur –ligesom DeepMinds softwareplatform AlphaFold, som var et kæmpe gennembrud inden for proteinforskningen i 2021. Vores værktøj fokuserer dog på at forudsige den sekundære del af strukturen og er dermed 1.500 gange hurtigere. Vi har allerede solgt et par licenser til nogle virksomheder.
Jeg får nye idéer til løsninger, når jeg … … taler om min forskning. Jeg taler ikke så meget om det, der går godt. Tværtimod taler jeg helst om det, der udfordrer mig, fordi dét at formulere sit problem er det allerførste skridt til at løse det. Jeg har erfaret, at man kan høste mange nye idéer fra dem, man deler problemet med – også selvom de ikke er fra ens eget felt.
Det har været en god dag på jobbet, når … … noget endelig lykkes! De fleste dage har du idéer til, hvordan du kan løse et problem i din forskning, men ofte falder de til jorden, og du sidder ligesom fast med en masse fejlslagne forsøg. Og så pludselig afprøver du et eller andet –måske helt simpelt – og så virker det.
Jeg blev ph.d.-forsker på DTU, fordi … … jeg blev virkelig interesseret i machine learning, da jeg læste på min kandidat på Sino-Danish Center i Beijing. Det er en samarbejdsuddannelse mellem Danmark og Kina. Jeg er uddannet farmaceut fra The Arctic University of Norway, men valgte at tage min kandidatuddannelse et andet sted. I Beijing mødte jeg lederen af min kandidatretning, Paolo Marcatili, som var professor på DTU. Jeg arbejdede på et projekt i hans laboratorium, da jeg skrev mit kandidatspeciale. Da jeg nogle år senere så en ph.d.-stilling i Paolos forskningsgruppe, søgte jeg stillingen og fik den.
Som ny ph.d.-forsker blev jeg overrasket over … … at ingen har den fulde sandhed. I gymnasiet tænkte jeg, at det, der står i bøgerne, nærmest var endegyldige sandheder, men i virkeligheden er det bare de bedste teorier, vi har lige nu i en konstant udviklende debat. Som forsker bliver du pludselig den, der kan præsentere den nyeste teori, som kan udfordre eller udbygge vores nuværende viden, og du kan indgå på lige fod i debatten med dit bidrag.
Den største udfordring som ph.d.-forsker oplever jeg, er … … at man er den eneste, der kan sikre fremdrift i ens projekt. Hvis du ikke arbejder, så sker der ingenting. Det er udfordrende at holde et højt momentum på egen hånd i så lang tid. Man skal også opretholde motivationen, når man møder modstand – måske nogle store udfordringer i forskningen eller problemer med nogle samarbejdspartnere.
I fremtiden vil jeg gerne arbejde med … … kunstig intelligens og især deep learning og være med til, at vi udnytter den teknologi til en hurtigere udvikling af sikker medicin. Jeg har lige landet mit første job som senior associate i BioLib, der udvikler forskningsinfrastruktur til større medicinalvirksomheder i Danmark og USA. 1
Batterier lavet af sten
Fotoet viser en elektronmikroskopi af et nyt superionisk materiale baseret på kaliumsilikat – et mineral, der kan udvindes af ganske almindelige sten.
Materialet er udviklet på DTU og netop patenteret. Det har potentiale til at blive et billigere, effektivt og mere miljøvenligt alternativ til litiumbaserede faststofelektrolytter i fremtidens faststofbatterier til elbiler.
