__MAIN_TEXT__

Page 1

DTU – TEKNOLOGI FOR MENNESKER

61

06

20

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

Data teleporteret mellem to mikrochips TEMA

FOSSILFRIE BRÆNDSTOFFER Hvordan kan vi fremstille flydende brændstoffer til fly, store skibe og lastbiler i en fossilfri fremtid?

CORONA-PANDEMI: FEM PROJEKTER, DER GØR EN FORSKEL DYNAMO SPØRGER:

Hvor mange satellitter er der plads til? DEPRESSION BEHANDLES MED MAGNETISK STIMULATION


02

LEDER

I N D H O L D

8

Pandemien lærte os om hurtig omstilling Pandemien forårsaget af coronavirussen har lært os mange ting om samfundet på kun få måneder. Den har bl.a. vist os, at hvis vi står sammen, så har vi ressourcerne til øjeblikkeligt at reagere på en krise og afbøde de værst tænkelige scenarier. I takt med pandemiens udbredelse i foråret beviste vi både som samfund og som enkeltindivider, hvor hurtigt vi kan omstille os til en ny virkelighed. Alle funktioner i samfundet skulle tænkes om. Nogle blev sat på pause, mens andre krævede nye løsninger. Vi var alle nødsaget til at omstille os. Der er en endnu større omstilling forude, som kræver mindst lige så meget af os: den grønne omstilling. Selvom det er nemt at glemme i en pandemi, så har hele verden faktisk travlt med den grønne omstilling. Vi skal bl.a. have udviklet teknologier, der gør os i stand til at flyve, køre lastbiler og sejle store skibe på fossilfrie brændstoffer. Det er en udvikling, som DTU deltager i. Ligesom med vindteknologien kan disse bæredygtige løsninger sagtens blive et nyt dansk eksporteventyr. Den grønne omstilling er en udfordring, der kan løses, hvis vi handler hurtigt, investerer massivt og samarbejder på tværs af grænser, både faglige og nationale, akkurat som vi har gjort det under pandemien. Omstillingen giver os en chance for at undgå alvorlige konsekvenser som f.eks. voldsomme klimaforandringer, der kan skabe endnu mere ulykke for et langt større antal mennesker, end vi har oplevet under pandemien. Hvis vi udvikler teknologier og løsninger, der kan realisere en fuld grøn omstilling af vores verden, så vil det have en effekt, der rækker meget længere end et par år. Det vil have en betydning i flere årtier, ja faktisk for alle de generationer, der kommer efter vores.

Anders Bjarklev Rektor

TEMA FOSSILFRIE BRÆNDSTOFFER

Sådan får vi grønne brændstoffer Fly, skibe og lastbiler skal drives med grønne brændstoffer i en fossilfri fremtid

10 E-fuels kan erstatte fossile brændstoffer

13 Mere biobrændstof af samme mængde biomasse

14 M ikrober baner vejen til grønne flyveture

16 Forskning, der fører

04 L Æ G E M ID LE R

Behandling af leddegigt Lektor Kira Astakhovas forskning og startupvirksomhed kan føre til ny medicin til patienter med leddegigt.

til fossilfrie flydende brændstoffer

19 D et, vi skal gøre for

at få grønne, flydende brændstoffer


DYNAMO

6 1 0 6 2 0

03

UDGIVER Danmarks Tekniske Universitet Anker Engelunds Vej 1 2800 Kgs. Lyngby tlf. 45 25 25 25, dtu.dk ANSV. CHEFREDAKTØR Tine Kjær Hassager REDAKTION Lotte Krull, lkru@dtu.dk ABONNEMENT dynamo@dtu.dk Magasinet udkommer fire gange om året DESIGN & PRODUKTION OTW A/S ISSN 1604-7877 FORSIDEFOTO PantherMedia

34 DY N AM O S P Ø RG E R . . .

Har vi ubegrænset plads til satellitter?

20

26

I NN OVAT I O N

HJERNESTIMULERING

Sådan gør DTU

Hjælp mod depression

Hvad ligger til grund for, at DTU’s iværksætterlyst fortsætter med at blomstre år for år? Interview med DTU’s koncerndirektør Marianne Thellersen.

Er det et problem, at der opsendes tusinder af nye satellitter? Det ved centerleder Henning Heiselberg.

Elektromagnetisk påvirkning af hjernen er en lovende behandling af depression. Nu bliver metoden forbedret.

40 D O KTO R AF H AN D L IN G

Hav og nedbør vil udfordre os Vi går en vådere fremtid i møde. Professor Karsten Arnbjerg-Nielsen har samlet sin forskning i ekstrem regn og oversvømmelser i en doktorafhandling.

44 BAGSID EN

Vi zoomer ind på ... tjah, hvad er det?

42

30 PÅ TE G N E BR Æ T TE T :

24 TE LE P O RTAT I O N

Overraskende kvanteforsøg Forskere teleporterer information mellem to mikrochips.

Testcenter til ekstreme bølger Ny viden om bølger kan føre til mere robuste konstruktioner på havet.

36 CO RO N A

Teknologi til en pandemi Da Danmark lukkede ned åbnede forskere for at udnytte deres viden og deres teknologier i kampen mod corana.

SATELLITDATA

Hastigere havstigninger DTU-studerende har regnet på havstigningerne og bekræfter, at udviklngen accelererer.


04

I N N O VAT I O N M E D I C I N U D V I K L I N G

HÅB OM BEHANDLING AF LEDDEGIGT I dag kan lægerne kun dæmpe symptomerne ved leddegigt. Startup-virksomheden Ibio Tech arbejder på et læge­middel, der kan føre til en behandling af den invaliderende sygdom. Mo rte n An d e rse n Bax Lin d h ard t o g DTU

D

a tennisstjernen Caroline Wozniacki i 2018 afslørede, at hun lider af leddegigt, var det med til at løfte opmærksomheden omkring

sygdommen med det lægefaglige navn reumatoid artritis. Ca. 1 pct. af verdens befolkning er ramt af sygdommen, som viser sig i form af opsvulmede, betændte og smertende led. Mange patienter bliver gradvist invalide og har nedsat forventet levetid. Af ukendte årsager er sygdommen særligt udbredt i Skandinavien. Ud fra dels blodprøver, dels folks oplevelse af ledsmerter vurderes det, at 4 pct. af den skandinaviske befolkning har risiko for at udvikle sygdommen. Leddegigt er en autoimmun sygdom. Det vil sige, at det er kroppens eget immunforsvar, der går til angreb – i dette tilfælde på celler i leddene. Årsagen til, at immunforsvaret

udvælger sig et helt forkert mål, kendes ikke. Det gør det vanskeligt at udvikle medicin. Inden for de seneste 30 år er der dog kommet en række produkter på markedet. Fælles for dem er, at de dels mildner symptomerne, dels forsinker


DYNAMO

61

06

20

DT U

05

Kun 31 år gam­ mel tiltrådte Kira Astakhova (th.) en stil­ling som lektor på DTU Kemi i 2017. Hun færdiggjorde sin uddannelse i Rusland og Danmark.

den nuværende medicin. Virksomheden udnytter, at leddegigt netop er en autoimmun sygdom. ”Vores produkt er i stand til at ’rekruttere’ immunforsvarsceller, der transporterer medicinen derhen, hvor sygdommen udtrykker sig. Det vil sige i ledvæsken. Det betyder, at vores produkt både er mere effektivt og har færre bivirkninger end andre produkter, der fordeler sig i hele kroppen,” fortæller stifteren af Ibio Tech og lektor ved DTU Kemi, Kira Astakhova.

forværringen af patientens tilstand. Men nu har startup-virksomheden Ibio Tech udtaget patent på et produkt, som har udsigt til at blive en behandling af leddegigt hos ’poor responders’, dvs. patienter som ikke er modtagelige for I laboratoriet udfældes syn­­­ tetisk DNA i acetone. Forud er det forbundet med fluoresce­ rende molekyler.

Virksomt for de hårdest ramte De nuværende produkter på markedet er såkaldte sygdomsmodificerende antireumatiske medikamenter, hvor MTX (methotrexat) i dag er det mest anvendte. MTX har dog kun effekt på halvdelen af patienterne med leddegigt. Desværre er lægerne ikke i stand til at forudsige, hvilke patienter der vil have gavn af produktet. Derfor må man give det til alle. Senere kan man så skifte til et andet præparat for de patienter, som ikke får det bedre. Ca. 20 pct. af patienterne oplever ingen effekt, uanset hvilket af de nuværende produkter de får. Med Ibio Techs produkt, der indtil videre blot bærer laboratorienavnet ANC0031802, er det muligt på forhånd at udpege de patienter, der vil have gavn af behandlingen. Det sker ud fra en blodprøve. Flertallet af patienter med leddegigt har forhøjet niveau i blodet af en bestemt type antistoffer, ACPA. Man siger, at patienterne er seropositive. ACPA er både en indikator for leddegigt og et mål for behandling. ANC0031802 binder sig specifikt til ACPA på stedet, hvor betændelsen er. Stoffet virker dog ikke på alle patienter med leddegigt. En del patienter har nemlig nogenlunde normale niveauer af ACPA i blodet, og 15-20 pct. af patienterne har ligefrem lavere niveauer – de er seronegative. Præparatet har kun effekt på de seropositive patienter.

”Vores lægemiddelkandidat virker kun på de ca. 60 pct. af patienterne, som har høje niveauer af ACPA. Til gengæld er det netop de patienter, der oplever de værste symptomer, og som desuden i dag er de vanskeligste at behandle,” siger Kira Astakhova. Grundforskning i biomolekyler Ibio Tech udspringer af grundforskning i biomolekyler. Kira Astakhova arbejder især med avancerede strategier for fremstilling af nukleinsyrer, herunder vekselvirkninger mellem nukleinsyrer, peptider og antistoffer. Det tog forskergruppen otte år at nå frem til ANC0031802, som består dels af en peptidsekvens dels af en nanopartikel. ”For at kunne lave lægemidlet skulle vi finde den optimale peptidsekvens for ACPA-binding. Derefter skulle vi sætte det ACPA-bindende peptid på en nano­ partikel, der kunne vekselvirke med immunceller,” forklarer Kira Astakhova. Forskningsgruppen fandt peptidsekvensen dels ud fra litteraturstudier dels gennem forsøg, hvor de testede sekvensernes evne til at binde sig til ACPA. De udvalgte de 30 mest lovende peptidkandidater, der derefter skulle sættes på en nanopartikel. En række mulige nanopartikler blev identificeret, og de fem mest lovende blev grundigt undersøgt for deres evne til at opløses i kroppen, for deres størrelse, materialeegenskaber, immunologiske egenskaber og vekselvirkning med celler. Til sidst blev de bedste kandidater til det færdige lægemiddel undersøgt i muse- og rotteforsøg. Flere produkter i baghånden På grund af de høje krav til sikkerhed og klinisk afprøvning er tidshorisonten for ny medicin væsentligt længere end for så mange andre typer af opfindelser. Normalt går der ca. ti år fra opdagelsen af en ny lægemiddelkandidat til bred anvendelse. Ibio Tech har overstået de første to år.


06

I N N O VAT I O N

M E D I C I N U D V I K L I N G

DYNAMO

61

06

20

DTU

Kira Astakhova forsker i syntetisk biologi, hvor hun bevæger sig i krydsfeltet mellem kemien og biologien. Det har taget otte års forskning at nå frem til en lægemiddelkandidat mod leddegigt.

punktet, hvor patienterne kan få gavn af en ny behandling, vil naturligvis blive udskudt.”

Om ca. halvandet år vil ANC0031802 være klar til den første afprøvning på mennesker. Hvis den forløber godt, skal stoffet gennem yderligere to afprøvninger, hvor langt flere patienter i mange lande får præparatet, inden man til sidst kan ansøge om egentlig godkendelse af lægemidlet. Undervejs vil omkostningerne løbe så højt op, at en startup-virksomhed ikke kan dække udgifter uden store investeringer. ”På et tidspunkt vil vi blive nødt til enten at sælge produktet eller indgå i et partnerskab med en eksisterende medicinalvirksomhed, der kan løfte omkostningerne ved at bringe det helt frem til markedet,” siger Kira Astakhova.

Elektronmikroskopi viser nano­ partikler, der indeholder terapeutiske molekyler.

Hvis alt går, som virksomheden håber, vil denne exit – som det hedder i iværksætterjargon – finde sted om ca. seks år. Igen er det forudsætningen, at ANC0031802 ikke løber ind i forhindringer på vejen, som f.eks. at der opdages uforudsete bivirkninger. Men selv hvis produktet må opgives, vil det ikke nødvendigvis stoppe virksomheden, siger Kira Astakhova: ”Det, vi har udviklet, er ikke kun det konkrete produkt, men en teknologiplatform, som kan bruges til at fremstille flere forskellige beslægtede typer af medicin. Derfor kan vi forholdsvis hurtigt udvikle andre kandidater. Men både vores forretningsplan og tids-

Genvej til tidlig diagnose Selvom ANC0031802 kun har effekt på de seropositive patienter, understreger Kira Astakhova, at hun også interesserer sig for de øvrige patienter, der enten har normale niveauer af ACPA eller er seronegative: ”Som forsker vil jeg jo gerne forstå mekanismerne bedre. Det er tankevækkende, at sygdommen optræder så forskelligt hos forskellige patienter,” siger Kira Astakhova. Bedre forståelse af mekanismerne bag leddegigt vil åbne for, at lægerne kan tilpasse behandlingen endnu bedre til de enkelte patienter. Samtidig er håbet også, at det kan hjælpe lægerne til at stille diagnosen tidligere, fortæller Kira Astakhova, der uddyber: ”Tidlig diagnostik vil være en stor fordel for alle typer af behandlinger, også den behandling, som vi forhåbentlig kommer til at udvikle. Jo tidligere leddegigt bliver opdaget, jo større er chancen for, at vi kan lykkes med behandling og dermed give mennesker, som ellers risikerede invaliditet, et godt liv.” K  ira A st a k h ova , l e k to r, DT U Ke m i , k ira a s @ kemi. d t u . d k


I N N O VAT I O N

N Y H E D E R

DYNAMO

61

06

20

DT U

Soldrevet ovn kan erstatte åben ild Studenter-startuppen ’ServedOnSalt’ vil gøre det sundere og mere sikkert at lave mad i lavindkomstlande og flygtningelejre med en ny type ovn, der er drevet af solceller og et saltbatteri. Teknologien er udviklet af de studerende Christoffer Bendtsen og Nicklas Bilde, der begge har studeret DTU’s placering på en top ti over danske Design og Innovation organisationers patentansøgninger på DTU. Løsningen er inden for vedvarende energi hos Den Europæiske Patentmyndighed i 2019. et sundere alternativ til DTU er det eneste universitet på listen. daglig madlavning over De øvrige organisationer er private åben ild, som hvert år virksomheder med Novozymes koster flere millioner af liv på førstepladsen. pga. røgens forurening af luften. Virksomheden får nu hjælp af UNEP DTU Partnership og FN’s Flygtningeorganisation UNHCR til at undersøge muligheden for at få teknologien ud til nogle af de mest tætbefolkede flygtningelejre i U D TA LT A F K R I S T I A N U L L U M K R I S T E N S E N O G D A N S KO V G A A R D J E N S E N , K A N D I D AT S T U D E R E N D E PÅ D E S I G N O G I N N O VAT I O N , S O M G E N N E M T R E Å R H A R U D V I K L E T D E R E S S TA RT U P M U S H M AT E R I A L S , D E R V H A . landdistrikterne i Afrika.

”Vi er stolte af at have udviklet klima- og miljøvenlige materialer, som er 100 pct. bionedbrydelige, vandafvisende og brandsikre.”

Nr. 7

S VA M P E K U LT U R E R DY R K E R N Y E M AT E R I A L E R U D F R A R E S TA F FA L D S O M T R Æ O G T E K S T I L E R .

BIOSENSOR TIL SMÅGRISE En ny type biosensor baseret på nanoteknologi kan fange partikler fra diarréfremkaldende bakterier, som hvert år koster mere end en million smågrise livet. Forskere på DTU står bag udviklingen af den nye sensor, som skal videreudvikles i en kommende spinout-virksomhed, Enterogate, i samarbejde med svineproducenter, dyrlæger, rådgivningsklinikker og virksomheden Bactolife. ”Vi oplever stor interesse fra svineproducenterne, som med den nye teknologi hurtigt og billigt kan påvise, om årsagen til diarré i smågrise skyldes en infektion med diarrébakterier eller ej. Teknologien kan føre til en markant forbedring af dyrevelfærden og mindske det økonomiske tab hos svineproducenterne. Samtidig kan den hurtige test føre til, at forbruget af antibiotika bliver bragt ned og brugt mere målrettet ude på svinegårdene. Det er vigtigt i kampen mod multiresistente bakterier,” siger Winnie E. Svendsen, professor på DTU Bioengineering, som har udviklet den nye biosensor i samarbejde med lektor Andreas Hougaard Laustsen fra DTU Bioengineering. Hvert år produceres ca. 32 mio. svin i Danmark, som er en af verdens største eksportører af både smågrise og svinekød.

S h u tte rsto ck, Co lo urbox, Christa Visholt Jørgensen

07


08

FO SSIL FRIE BR ÆND S TOFFER

T E M A

TEMA OM FOSSILFRIE FLYDENDE BRÆNDSTOFFER 10 E-FUELS KAN ERSTATTE FOSSILE BRÆNDSTOFFER

13 MERE BIOBRÆNDSTOF AF SAMME MÆNGDE BIOMASSE

14 MIKROBER BANER VEJEN TIL GRØNNE FLYVETURE

Sidste år krydsede den svenske klimaaktivist Greta Thunberg Atlanterhavet i sejlbåd, da hun skulle tale ved FN’s Generalforsamling i New York. Hendes valg af transportform var en symbolsk handling, der understregede, at flytrafik, ligesom de øvrige tunge transportformer som lastbiler og større ­skibe, er storforbruger af fossile brændstoffer. Den tunge transport har således stået for en stor andel af det globale CO2-udslip og de afledte klima­påvirkninger. Verden over udvikles løsninger, som gør det muligt for os at udnytte fly, last­ biler og skibe i en fossilfri fremtid. For alle de transportformer, der ikke kan elektrificeres, har brug for grønne, flydende brændstoffer.

16 FORSKNING, DER FØRER TIL FOSSILFRIE FLYDENDE BRÆNDSTOFFER

19 DET, VI SKAL GØRE FOR AT FÅ GRØNNE, FLYDENDE BRÆNDSTOFFER

Læs på de følgende sider om, hvordan DTU’s forskere bidrager til udviklingen af de fossilfrie alternativer.

Jo h a n n es E is el e/ A F P / R it z a u Sc a n p ix


DYNAMO

61

06

20

VEJE TIL FOSSILFRIE FLYDENDE BRÆNDSTOFFER

DT U

09


10

FO SSIL FRIE BR ÆND S TOFFER

P O W E R -T O -X

E-FUELS KAN ERSTATTE FOSSILE BRÆNDSTOFFER

Mo rte n An d e rse n Panth e rMe d ia o g Lisb eth H o lte n Fotografi

S

elvfølgelig kan vi få Greta Thunberg op at flyve!” Svaret kommer prompte fra Ib Chorkendorff, professor ved DTU Fysik og leder af The VILLUM Center for the Science of Sustainable Fuels and Chemicals. ”Vi er allerede i princippet i stand til at drive fly, skibe og biler frem uden CO2-udledning. Spørgsmålet er kun, hvilken af de mulige teknologier der vil være mest effektiv. I sidste ende bliver økonomien helt afgørende.” Ifølge fysikprofessorens vision skal fremtidens fly, skibe og lastbiler drives frem af såkaldte elektro-brændstoffer – også kaldet e-fuels, som er en forkortelse af det engelske ord electrofuels. E-fuels har potentialet til at erstatte fossile

Fremtidens fly, skibe og lastbiler skal drives frem af e-fuels – brændstoffer produceret ud fra dels indfanget CO2 og dels brint, der er fremstillet ved spaltning af vand.

brændstoffer i de tunge transportmidler, som er vanskelige at elektrificere. E-fuels kan produceres ved hjælp af elektrolyse. Elektrolyse er kemisk sønderdeling af stoffer i en opløsning ved hjælp af en elektrisk strøm. Således er det muligt at spalte vand i dets to bestanddele: brint og ilt. Når man herefter lader brinten reagere med CO2, kan man lave metanol, som er et flydende brændstof. Flueben ved klimavenligt brændstof Elektrolyse kræver energi i form af elektricitet. Sørger man for, at denne elektricitet kommer fra vedvarende energikilder som vindmøller og solceller, kan man producere sin brint

uden klimapåvirkning. Endvidere kan man hente sin CO2 fra afbrænding af biomasse. ”Dermed kan vi sætte flueben ved at få Greta Thunberg op at flyve på klimavenligt brændstof. Men en af pointerne er, at vi ikke skal pumpe CO2 ned i undergrunden, som mange interesserer sig for. Vi skal indfange CO2, javel, men det skal være som en værdifuld råvare til fremstilling af e-fuels,” siger Ib Chorkendorff. Det hører med i billedet, at også den ilt, der bliver produceret under elektrolysen, kan komme til god gavn. Nemlig som et hjælpestof. ”Dels giver ren ilt en ekstra god forbrænding, når biomasse skal afbrændes for at give el, varme og CO2, dels får


DYNAMO

61

06

20

DTU

11

man meget nemmere ved at trække CO2 ud, da den ikke er blevet fortyndet med luftens kvælstof,” forklarer Ib Chorken­dorff.

Om forskningen The VILLUM Center for the Science of Sustainable Fuels and Chemicals udvikler teknologier, som kan erstatte fossile ressourcer med bæredygtige løsninger. www.v-sustain. dtu.dk

Tyske tanks kørte på Power-to-X Kært barn har mange navne. Konceptet, som Ib Chorkendorff og hans kolleger arbejder med, bliver også kaldt ’Power-to-X’. Udtrykket dækker over en række teknologier, der starter med produktion af brint ved hjælp af elektrolyse. Altså ved hjælp af elektricitet – ’Power’. Og derudfra produceres enten flydende brændstoffer, kemikalier, gas eller noget helt fjerde. Altså ’X’. Man skal ikke lade sig narre af det hypede navn, understreger Ib Chorkendorff: ”Power-to-X er ikke rocket science. Allerede under 2. verdenskrig fremstillede tyskerne brændstof ud fra kul, da de havde problemer med at få nok olie. De benyttede den såkaldte Fischer-Tropsch-metode, der først omformer kul og vand til en blanding af CO og brint, der så over en katalysator omdannes til flydende kulbrinter.

Økonomien i metoden er dårlig, men den tyske hær havde desperat brug for brændstof. Mod slutningen af krigen kørte hele den tyske hær på brændstof, der var fremstillet ved hjælp af Fischer-­ Tropsch.” Kulbrinter er interessante, fordi de findes i store mængder i fossile ressourcer. Men det er altså muligt at fremstille dem selv. ”Hvis man kan få brint fra elektrolyse og CO2 fra afbrænding af biomasse i ren ilt, kan man i princippet bygge sine kulbrinter op på en bæredygtig måde,” siger Ib Chorkendorff og tager visionen et skridt videre: ”På den lange bane kunne man forestille sig, at disse processer blev koblet sammen. I stedet for at producere brint


12

F O S S I L F R I E B R Æ N D S T O F F E R

kunne man ved elektrolysen koble sine protoner direkte på CO2 og derved bygge sine kulbrinter op. Dette er et meget hot forskningsområde, hvor man forsøger at gøre tingene på en helt ny måde. Dog ikke nyere, end at dette netop er, hvad naturen gør ved fotosyntese!” Barrieren er prisen på strøm Metoderne har høje energiforbrug. Det påvirker klimaregnskabet for ­Power-to-X negativt, men den situa­ tion vil forandre sig, understreger Ib Chorkendorff: ”Energien til at drive processerne kommer jo fra elektricitet. Her mener jeg godt, at vi kan tillade os at kigge ud over den nuværende situation, hvor vores energiproduktion skaber CO2-­ udledning. I en nær fremtid, hvor vind-

Professor Ib Chorkendorff er leder af The VILLUM Center for Science of Sustainable Fuels and Chemical på DTU. Centeret udvikler tekno­ logier, der skal bane vejen for en grøn omstilling af samfundet.

”Udfordringen er at gøre teknologien så billig og effektiv, at den kan kon­ kurrere med fossilt brændstof.” P R O F E S S O R I B C H O R K E N D O R F F, D T U F Y S I K

møller og solceller producerer rigelige mængder af klimaneutral strøm, vil dette problem være løst. Med hensyn til behovet for CO2 som råvare er der tale om genbrug, da vi får CO2 fra afbrænding af biomasse. Under planternes vækst har de jo samlet CO2 op fra luften. Samlet set er det altså helt CO2-neutralt.” Han erkender dog, at klimapåvirkning kun er en del af problemet ved et højt energiforbrug. Det vil også handle om penge:

P O W E R -T O -X

”For mig at se er spørgsmålet ikke, om vi kan skabe klimaneutrale brændstoffer, men hvor meget vi er villige til at betale for det. Hvis vi forestiller os, at de fossile brændstoffer blev 2,5 gange så dyre som i dag, så ville e-fuels begynde at blive relevante. Teknologien skal dog forbedres betydeligt. Udfordringen er at gøre teknologien så billig og effektiv, at den kan konkurrere med fossilt brændstof.” Oppe mod 100 års fossile løsninger Et nøgleord fremadrettet er udvikling af nye katalysatorer. Den nuværende produktion af benzin, opløsningsmidler, plastik og en lang række andre produkter ud fra råolie er baseret på katalytiske processer, der er udviklet over de sidste 100 år og har undergået stadige små forbedringer. Derimod er fremstillingen af e-fuels og en række andre produkter med lav klimapåvirkning og høj bæredygtighed først lige begyndt, og der er behov for at udvikle helt nye processer og katalysatorer til formålet. Lige uden for Ib Chorkendorffs kontor fører en trappe ned til forsøgshallen, hvor man kan se udvikling af katalysatorer i fuldt flor. Det drejer sig om katalysatorer til fremstilling af brint, flydende brændstoffer, kemikalier og en lang række andre produkter. Mange af forskergruppens projekter sker i samarbejde med Haldor Topsøe A/S, der er en af verdens førende producenter af industrielle katalysatorer. ”Samarbejdet med Topsøe har meget stor værdi for os. Det er vigtigt at have industrien med. Det øger chancerne for, at vores idéer kan blive realiseret. Først og fremmest har Topsøe stor viden om, hvordan man kan skalere tingene op.” Ib C h o rken d o rf f, profe sso r, DT U Fy si k , ib c h o rk @ f ys ik . d t u. d k


DYNAMO

61

06

2 0

DT U

13

MERE BIOBRÆNDSTOF

AF SAMME MÆNGDE BIOMASSE af termisk forgasning af biomasse og elektrolyse, der bliver udnyttet til fremstilling af biobrændstof. Til elektrolysen anvendes en keramisk elektrolysecelle (solid oxide electrolysis cell, SOEC), som DTU har udviklet i samarbejde med Haldor Topsøe. I en SOEC bruges elektricitet fra f.eks. vindmøller til at spalte vand i dets to bestanddele, ilt og brint. Ilten kan udnyttes i en termisk forgasningsproces, hvor biomasse som f.eks. halm nedbrydes gennem kraftig opvarmning. Herved dannes syntesegas; en blanding af primært brint, kuldioxid og kulmonooxid. Gasblandingen kan bruges til fremstilling af metanol, når man tilsætter den brint, som blev fremstillet ved elektrolysen. Metanol kan anvendes direkte som brændstof eller opgraderes katalytisk til mere velkendte brændstoffer, som anvendes på skibe og fly.

Med grøn el fra bl.a. vindmøller kan man frem­ stille metanol til transportsektoren.

Det er muligt at fremstille meget mere biobrændstof af samme mængde biomasse ved at kombinere elektrolyse med biomasseforgasning.

J es p er Sp a n g s ma rk N iel s en o g Lot t e K ru l l Wo l f f - R a g n a r K ieb a c h

I

projektet Synfuel er forskerne lykkedes med at kombinere to kendte teknologier, så der kan produceres mere biobrændstof af samme mængde biomasse. I projektet, der var ledet af DTU, er det kombinationen

Kombinerer to teknologier ”I Synfuel har vi forbedret de to i teknologier på flere områder, og vi har demonstrereret, at vi kan opnå højere udnyttelsesgrader ved at kombinere de to teknologier, end når de kører enkeltstående. Vi får meget mere biobrændstof ud af biomasseressourcerne og kan samtidig nyttigøre ’overskydende’ strøm fra f.eks. vindmøller til tung transport,” siger Peter Vang Hendriksen, professor ved DTU Energi og projektleder af Synfuel. Synfuelprojektet, der var støttet af Innovationsfonden, strakte sig fra 2015 til 2019. I projektet deltog ud over DTU desuden Haldor Topsøe, Ørsted, Energinet.dk, MIT, Aalborg Universitet, Chalmers University of Technology, INSA Lyon, TU Berlin Chinese Academy of Sciences m.fl. Pet  er Va n g He n d r i k se n , p rofe sso r, DTU E n erg i, pv h e @ d t u . d k


14

F O S S I L F R I E B R Æ N D S T O F F E R

B I O B R Æ N D S T O F F E R

MIKROBER

BANER VEJEN TIL GRØNNE FLYVETURE I stedet for at brænde bioaffald af skal vi lade mikroorganismer forvandle affaldet til CO2-neutralt brændstof, kemikalier og proteiner.

Mor t e n An d e rse n Pa nt he rMe d ia o g DTU

G

reta Thunberg kommer op at flyve på CO2-neutralt brændstof, og det er blot en enkelt af mange gode nyheder fra en omstilling, som er godt i gang. Sådan lyder budskabet fra en af bioøkonomiens frontløbere. ”Snart vil bakterier, gær og svampe blive fabrikkerne, der fremstiller ikke blot brændstof, men også en lang række kemikalier, plastik og endda proteiner,” siger Irini Angelidaki, professor ved DTU Miljø. En vigtig erkendelse i bioøkonomien er, at tanken om at erstatte fossile produkter direkte med bio-produkter med samme egenskaber er forældet. I årtier har man forsøgt at erstatte benzin og diesel med forskellige biobrændstoffer. Hver gang må man konstatere, at biobrændstoffet bliver uforholdsmæssigt dyrt. Derfor er man begyndt at vende tingene på hovedet: Det gælder om at få maksimal værdi ud af den enkelte

biologiske råvare. Da biobrændstof jo ’bare’ skal brændes af, skal det ikke være hovedproduktet, men i stedet et sideprodukt fra produktion af andre produkter med højere værdi. Forskergruppen på DTU Miljø har tidligere udviklet en teknologi med virksomheden Nordzucker, der har sukkerfabrikker i Danmark og resten af Nordeuropa. Virksomheden arbejdede i forvejen med at udnytte planteaffald fra sukkerroer til at fremstille bioethanol. Forskerne analyserede processerne og kunne påvise, at virksomheden kunne benytte den samme råvare og stort set de samme anlæg til at producere ravsyre i stedet. Ravsyre benyttes bl.a. som blødgører ved produktion af maling, polymerer og kosmetik. Udgangspunktet er langt overvejende råolie i dag. ”Ravsyre har en væsentlig højere markedsværdi i forhold til ethanol. Dermed er driftsøkonomien i oparbejdningen steget markant,” siger Irini

Angelidaki og tilføjer, at eksemplet viser vigtigheden af at kombinere den tekniske udvikling med økonomiske analyser: ”Vi kan ikke forlade os på subsidier. De nye løsninger skal være konkurrencedygtige.” Teknologien er patenteret, og i et nyt EU-finansieret projekt skal DTU Miljø i samarbejde med de spanske partnere Norvento og IVEM bringe teknologien på markedet. Se CO2 som et nyttigt råstof At fremstille flybrændstof ud fra biomasse vil kræve en række trin. ”Der findes jo allerede en stor produktion af biogas. I stedet for at brænde gassen af for at få el og varme er det muligt at opgradere den til metan. Det gør man ved at fjerne CO2 (fra biogassen, red.). Metan kan man bruge direkte i naturgasnettet, men man kan også vælge at oparbejde den til metanol.


DYNAMO

Videre findes der katalytiske metoder til at producere flybrændstof ud fra metanol,” forklarer Irini Angelidaki. Ganske vist vil flyet udlede CO2, når brændstoffet forbruges, men denne CO2 er til gengæld indfanget af planter og bakterier tidligere i processen. ”Beskyttelse af klimaet er et vigtigt argument for bioøkonomien. I modsætning til ved brugen af fossile brændsler, der blot fører til større udledning af CO2, recirkulerer vi CO2 via planter og mikroorganismer.” Netop hensynet til klimaet er udgangspunktet for et langvarigt samarbejde mellem Københavns Kommune og DTU Miljø. Kommunen arbejder på at blive CO2-neutral i 2025. Det er umuligt at gøre alle aktiviteter CO2-neutrale, så hvis man samlet set vil være CO2-neutral, er det nødvendigt at etablere aktiviteter, der indfanger CO2. Vel at mærke ikke for at pumpe denne CO2 ned i undergrunden pointerer Irini Angelidaki: ”CO2-lagring kan måske være fornuftigt i nogle lande, men jeg mener ikke, at det vil være en passende løsning for Danmark. Vi har faktisk brug for CO2 som råstof i bio­ økonomien!” At udnytte CO2 er netop formålet i forskningsprojektet eFuel. Her forsøger man at udnytte overskydende CO2 fra biogasanlæg til fremstilling af metan, der kan indgå som råstof i fremtidig produktion af bl.a. fossilfrie, flydende brændstoffer. Projektet er støttet af Det Energiteknologiske Udviklings- og Demonstrationsprogram, og Irini Angelidaki deltager sammen med sine kolleger fra DTU Miljø og samarbejder med virksomhederne Nature Energy og Biogasclean samt Syddansk Universitet m.fl. Bakterier og katalyse kan kombineres Bioøkonomien er først lige kommet i gang for alvor, understreger Irini Angelidaki: ”Det er ikke til at sige, præcis hvilke produkter der vil vise sig at være de

61

06

20

DT U

15

”Snart vil bakterier, gær og svampe blive fabrikkerne, der fremstiller ikke blot brændstof, men også en lang række kemikalier, plastik og endda proteiner.” PROFESSOR IRINI ANGELIDAKI, DTU MILJØ

Professor Irini Angelidaki og hendes kolleger ved DTU Miljø samarbejder med talrige aktører om at udnytte mikroorganismer i den grønne omstilling.

bedste at producere ud fra rest-biomasse. Desuden er det måske ikke sikkert, at produktion i mikroorganismer vil være den bedste vej i alle tilfælde. F.eks. findes der jo også mange muligheder for at omdanne biomasse ved hjælp af termokemisk katalyse, som andre forskere på DTU interesserer sig for. Her har man været i gang længere og har opnået høj effektivitet inden for en del processer.” Begge tilgange har fordele og ulemper. ”Termokemisk katalyse har høj effektivitet, men kræver høj temperatur og dermed også tilførsel af en betydelig mængde energi. Produktion i mikroorganismer foregår typisk ved stuetemperatur og er dermed mere energiøkonomisk. Desuden er det en meget stor fordel, at mikroorganismerne trives fint i vand. Det vil sige, at vi kan udnytte gylle, spildevand og andre våde fraktioner direkte. Vi slipper for et energiforbrug til indledende tørring,

som man er nødt til i forbindelse med termokemisk katalyse.” Med andre ord er der ikke tale om enten-eller, sammenfatter Irini Angelidaki: ”Jeg kan sagtens forestille mig, at det vil være fornuftigt at benytte forskellige metoder til forskellige trin. F.eks. at mikroorganismer klarer den indledende nedbrydning af biomasse og også nogle af de senere trin, mens den endelige omdannelse af metanol til et flybrændstof måske kunne ske ved hjælp af katalyse. Så præcis hvilke metoder vi kommer til at bruge, er endnu uvist, men vi skal nok få Greta Thunberg op at flyve på 2.-generations biobrændstoffer. Det er jeg overbevist om!” Irin i A n g el id a k i , p rofe sso r, DT U M i lj ø , iria @ env. d t u .d k


16

FO SSIL FRIE BR ÆND S TOFFER

F O R S K N I N G S P R O J E K T E R

FORSKNING, DER FØRER TIL FOSSILFRIE, FLYDENDE BRÆNDSTOFFER

BIOGAS TIL METANOL I EN CONTAINER Bæredygtigt brændstof kommer et stort skridt nærmere med et nyt demonstrationsanlæg, der kan omdanne biogas til det flydende brændstof metanol. Mo rte n s And e rse n

Mikal Sc hlosser og DTU

I dag bliver biogas enten brændt af for at give el og varme eller opgraderet til metan (naturgas, red.).

­ nicat Catalyst Technologies og Lemvig Biogas. Her lykkedes U det at producere metanol med høj effektivitet. Projektet er derfor fortsat i anden fase, hvor partnerne, der i denne fase også tæller virksomheden Union Engineering, bygger et demonstrationsanlæg.

”Metanol har en højere værdi i forhold til begge de nuværende ­anvendelser af biogassen,” understreger lederen af projektet, lektor Philip L. Fosbøl, DTU Kemiteknik. Han tilføjer, at konvertering af biogas til metanol har potentiale til at dække 50 pct. af energibehovet til transport i Danmark. Vurderingen stammer fra en rapport om metanol som motorbrændstof udarbejdet af Teknologisk Institut.

Anlægget vil få kapacitet til at behandle 240 m3 biogas dagligt. Det svarer til produktionen fra et mindre biogasanlæg. Anlægget bygges i en container i ISO-størrelse for at lette transporten. Samtidig betyder valget af standardstørrelsen, at man hurtigt kan skalere op, så flere danske biogasanlæg kan få et tilsvarende anlæg.

Projektet, som hedder Bio-ReFuel, er finansieret af Det Energi­­t­eknologiske Udviklings- og Demonstrationsprogram (EUDP). Det er delt op i to faser. Første fase bestod af to og et halvt års forsøg i laboratorieskala i samarbejde med virksomhederne Elplatek,

”Det nye anlæg vil få to forskellige indstillinger. Man kan vælge at køre processen med eller uden tilsætning af brint. Vælger man at tilsætte brint, vil man få et højere udbytte af metanol,” forklarer Philip L. Fosbøl.

P hilip L. Fosbøl, lektor, DTU Kemiteknik, plf@kt.dtu.dk


D T U

DYNAMO

61

06

20

17

STORSKAL­A­ PRODUKTION AF BRINT OG METANOL Greenlab Skive er en stor national satsning, der skal udvikle teknologier til lagring og konvertering af vedvarende energi til bl.a. bæredygtige brændstoffer. Lotte K ru ll

Den grønne omstilling af transportsektoren udgør en særlig udfordring, da fly, skibe og tunge køretøjer som busser og lastbiler er vanskelige at elektrificere. Derfor er der stort fokus på at finde alternative, fossilfrie brændstoffer til disse transportmidler. Dette er netop et af Greenlab Skives formål. Greenlab Skive er en stor national satsning, der i slutningen af 2019 modtog 80 mio. kr. fra Klima-, Energi- og Forsyningsministeriet. DTU Energi deltager i projektet, hvor der bl.a. skal etableres en storskala­facilitet til produktion af brint og metanol. Produktionen af brint og metanol skal ske ved at udnytte strøm fra vedvarende energikilder som vindmøller og solceller. På den måde er det muligt at lagre el fra vedvarende energikilder og senere udnytte den til produktion af bæredygtige brændstoffer til den tunge transport. ”I fremtidens energisystem, hvor meget af energien kommer fra sol og vind, er det afgørende at kunne omdanne og lagre energien. Greenlab Skive giver en unik mulighed for at arbejde med det i fuld skala,” siger Søren Linderoth, institutdirektør ved DTU Energi.  ø re n Lin d e roth, institutdirektør, DTU Energi, S sq li@d tu .d k

FRA BIOMASSE TIL SKIBSBRÆNDSTOF Samarbejde mellem DTU og Mærsk Line skal afklare om skibe kan sejle på dimethylæter. A n n e K irst en F red erik s en

M a ers k L in e

Dimethylæter (DME) er en gas vi i denne del af verden anvender som drivmiddel i eksempelvis hårspray. Muligvis kan DME også blive fremtidens fossilfrie alternativ til brændstof i skibsmotorer. Det vil forskere fra DTU Mekanik i samarbejde med Mærsk Line undersøge. ”DME har mange fordele som brændstof. Det er ikke en drivhusgas, det er ikke giftigt og kan opbevares sikkert med høj energitæthed ved lavt tryk, helt ligesom campinggas. Derudover soder DME ikke, ligesom udledningen NOx er meget lav, når DME’s helt særlige forbrændingsegenskaber udnyttes,” siger Anders Ivarsson, lektor ved DTU Mekanik og leder af projektet. I projektet indgår også kinesiske partnere, da landet har en stor DME-­ produktion, der bl.a. bruges som flaskegas. En væsentlig del af projektet handler også om, at DME-produktionen skal baseres på biomasse og grøn el i stedet for kul. A n d ers I va rs s o n , l ek to r, DTU M eka n ik , a i@ mek . d t u . d k


18

FO SSIL FRIE BR ÆND S TOFFER

Om Energy-X

PLANTER BLIVER TIL JETBRÆNDSTOF DTU Fødevareinstituttet har udforsket mikrobio­ logisk fremstilling af længere alkoholer, som kan indgå som byggesten til jetbrændstof. Lotte K ru ll

Siden 2015 har det store forskningssamarbejde Flabber­ gast undersøgt kemiske og mikrobiologiske løsninger til fremstilling af biobaseret jetbrændstof. DTU Fødevareinstituttet har været i spidsen for den mikrobiologiske del af projektet, der bl.a. har omfattet optimering af gær og mælke­ syrebakterier, så de bliver mere effektive til at producere længere alkoholer. Alkoholerne kan bruges som byggesten til at syntetisere ætermolekyler, der kan udnyttes til fremstilling af jetbrændstof. I projektet deltog foruden DTU, Aarhus Universitet, Aalborg Universitet, Københavns Universitet, Novozymes, Airbus Operations m.fl.  ete r Ru h d al Je n se n, professor, P DTU Fø d evare instituttet, p e rj@fo o d .d tu .d k

F O R S K N I N G S P R O J E K T E R

HALM OG GYLLE KAN BLIVE TIL FLYBRÆNDSTOF Landbrugets overskudshalm og gylle kan udnyttes til bl.a. fremstilling af flybrændstof. Lotte Krul l

Co l o u rb ox

Skyclean er navnet på et stort, potentielt, projekt, der kan nedbringe landbrugets CO2-udslip og samtidig sikre gødning og flybrændstof. Idéen går ud på at køre halm og gylle gennem en pyrolyseproces, hvorved halvdelen bliver til biokul, og den anden halvdel bliver til olie og gasser. Biokul kan bruges til kulstoflagring og som gødning til landbrugsjord, mens olie og gasser kan opgraderes til flybrændstof. Idémanden er serieopfinderen og forretningsmanden Henrik Stiesdal, der også er adjungeret professor ved DTU Vindenergi. Han forsøger at rejse penge til projektet. Med sig har han bl.a. DTU, Aarhus Universitet, Siemens Gamesa, Seges samt Landbrug & Fødevarer. Jesper Ah renfel d t , s en io rfo rs ker, DTU Kemit ek n ik , jeah@kt.d t u . d k gra@dtu.dk

• Energy-X er et stort europæisk projekt, der i det seneste år har haft fokus på at kortlægge, hvor vi fortsat mangler forskning eller udvikling for at kunne producere fossilfrie brændstoffer og kemikalier. • Projektet samlede Europas dygtigste forskere på området og de virksomheder, der kan udvikle og anvende den nye teknologi. • Arbejdet mun­ dede ud i en ’research roadmap’ – en rapport, der er blevet fremlagt for Europa-­ Kommissionen. www.v-sustain. dtu.dk


DT U

DYNAMO

61

06

19

20

DET, VI SKAL GØRE

FOR AT FÅ GRØNNE, FLYDENDE BRÆNDSTOFFER EU-projektet Energy-X samlede i 2019 ca. 150 førende katalyse- og energi­ forskere for at få kortlagt, hvordan vi opnår en fossilfri produktion af brændstoffer og kemikalier. Professor Jens Kehlet Nørskov fra DTU var i spidsen for projektet. Her ridser han de største udfordringer op.

2.

Vi skal finde nye katalysatorer Katalysatorer er materialer, der driver den kemiske reaktion, vi udnytter til at producere flydende, grønne brændstoffer med. Vi har en række katalysatorer allerede, men vi har brug for at udvikle nye, der er langt bedre, så processerne bliver mere effektive. Det er også vigtigt, at de udvindes af materialer, som ikke er baseret på sjældne grundstoffer, hvilket vil drive prisen op på hele løsningen. For at finde nye katalysatorer skal der forskes i nye materialer helt nede på atomart niveau.

3. Lot t e K ru l l J o a c h im Ro d e

1.

Vi skal sikre en billig løsning Vi kan allerede lave grønne brændstoffer ved hjælp af elektro­ kemiske og termokemiske processer – men det er for dyrt. Det skyldes dels, at det udstyr, der findes i dag, er relativt dyrt, og dels at der er for store energitab i selve processerne. Vi bruger med andre ord for meget energi på at få produceret fossilfrie brændstoffer. Selvom energien kommer fra sol og vind, er der tale om store tab. Nogle lande kan måske sige, at de har råd til at betale to til tre gange mere for en liter brændstof, men vi kan ikke forlange, at lande, som er i udvikling og gerne vil op på samme levestandard, som vi har, skal betale så meget. Vi har selv opnået vores levestandard ved at bruge den billigst mulige energi, nemlig olie, kul og gas.

Vi skal kunne skalere op Verdens forbrug af flydende brændstoffer er helt enormt. Vi skal blive bedre til at få det, som virker i laboratorierne, til at virke i stor skala, da vi har brug for at kunne implementere teknologien på terawatt-niveau. Det er nødvendigt, at vi kan opskalere massivt, for at løse verdens energiefterspørgsel.

4.

Vi skal investere massivt Hvis vi skal lykkes med at gøre den elektrokemiske og termo­kemiske produktion af grønne, flydende brændstoffer billigere, så kræver det massive investeringer i forskning. Det kan føre til de nødvendige forskningsgennembrud, som bl.a. opdagelsen af nye katalysatorer. Vi er under et stort tidspres, og vi er nødt til at finde måder at accelerere udviklingen og implementeringen af ny teknologi, f.eks. gennem nye partnerskaber mellem universiteter og industri. Vi er nødt til at samle alle kræfter i hele verden. Jen s Keh l et N ø r skov, p rofe sso r, DT U Fy si k , jk n o @ d t u . d k


20

I N N O VAT I O N

S TA R T U P S M E D S U C C E S

Marianne Thellersen, DTU’s koncerndirektør for innovation og entre­ prenurskab, står foran byggepladsen, der tilføjer yderligere 3.000 m2 til innovationsmiljøet Skylab.

”INNOVATION ER NOGET, VI GØR SAMMEN” Universiteters innovation kræver samarbejde med samfundet, mener Marianne Thellersen, DTU’s koncerndirektør for innovation og entrepreneurskab. I over syv år har hun stået i spidsen for initiativer, der har øget innovation og iværksætterlyst på DTU.

Lot te K rull B a x Lin d h ard t

“I

novation har først en værdi, når den kommer ud og arbejder i samfundet.” Ordene kommer fra Marianne Thellersen. Som koncerndirektør for innovation og entrepreneurskab på DTU har hun i lidt over syv år søsat adskillige initiativer, der skal fremme universitetets innovation. Effekten er tydelig. De senere år har forskningen og undervisningen på DTU ført til et stort antal startup-virksomheder. I 2019 var antallet af nye startups således 76. Samme år blev der etableret 58 salgs-, licens- og optionsaftaler i relation til intellektuelle ejendomsrettigheder (IPR), hvilket er det højeste antal i universitetets historie. Det er gode resultater, og de er alle afledt af den allervigtigste effekt af DTU’s indsatser på innovationsområdet, nemlig øget åbenhed, forklarer Marianne Thellersen. ”DTU er blevet mere åbent og blevet bedre til at række ud til det omgivende

samfund. Samarbejde er nødvendigt, hvis samfundet skal få glæde af vores innovation. Vi kan ikke gøre det alene,” siger koncerndirektøren og fortsætter: ”DTU’s innovation kommer ud gennem samarbejde med eksisterende virksom­ heder, gennem salg af licens­aftaler, og den meget radikale innovation kom­ mer ofte ud via en startup-virksomhed. Det vigtigste – set fra et samfunds­ mæssigt perspektiv – er, at den kom­ mer ud.” Nyt mindset hos forskere og studerende DTU’s indsatser på innovations­området udgør i dag et helt økosystem, der skal understøtte innovation, uanset hvor på rejsen en forsker, en studerende eller en samarbejdspartner befinder sig med sin idé eller sin nye teknologi (se mere om DTU’s faciliteter i boksen). Og på uddannelsessiden er innovationsaktiviteter i dag en integreret del af undervisningen, samtidig med at studerende

Innovation på DTU På DTU er der skabt en solid infrastruktur med faciliteter og indsatser, der tilsammen udgør et økosystem for innovation og entreprenørskab. Det omfatter bl.a.: • DTU Skylab: en innovationshub for stude­rende og ansatte med prototypeværksteder, labs, events og undervisning. • DTU Entrepreneurship: et center for forskning og uddannelse i entreprenørskab, der skal styrke økosystemet for innovation. • DTU Tech Transfer: DTU’s enhed for teknologioverførsel, der hjælper med at kommercialisere idéer, opfindelser og teknologi fra DTU via salg og licensering af rettigheder. • DTU Science Park: et af Danmarks førende udviklingsmiljøer for deep tech-virksomheder. Arrangør af Danish Tech Challenge, et vækstforløb for hardware-virksomheder. • Futurebox: et inkubationsmiljø for deep tech- og hardware-virksomheder. Futurebox er en del af DTU Science Park. • DTU Link: innovationshub på Risø Campus, der faciliterer innovationsforløb for små og mellemstore virksomheder, og inkubator for tech-startups. • Open Entrepreneurship: et forskningsprojekt, der fungerer som brobygger mellem industrien og den akademiske verden. • PreSeed Ventures: et DTU-datter­selskab, som er specialiseret i at finansiere iværksættere.  www. d t u . d k / i n n ovat i o n


DYNAMO

61

06

20

21

DT U

FOM Technologies sælger deres coating­ maskiner til bl.a. Apple, MIT og Microsoft.

STARTUP

GÅR PÅ BØRSEN DTU-startuppen FOM Technologies er godkendt til Nasdaqs vækstbørs, hvor salget af aktier i virksomheden forventes at begynde i juni. kan vælge kurser rettet mod innovation og entreprenørskab. Fra efteråret 2020 udbydes desuden en kandidatuddannelse dedikeret til entreprenørskab. ”På længere sigt vil universitetets største bidrag til samfundet være, at vores ansatte og studerende har et nyt mindset, hvad angår innovation. De er mere observante i deres forskning og undervisning og har mere lyst til at bringe mulighederne i spil ude i samfundet. Det er et mindset, som vil sprede sig som ringe i vandet i resten af samfundet, for de tager det med sig videre de næste mange årtier i deres virke som ingeniører,” siger Marianne Thellersen, der uddyber: ”Hvis vi kan opretholde den kultur, som vi er ved at opbygge, så tror jeg, at vi i fremtiden vil se mange flere nye løsninger og teknologier fra DTU, der vil gøre en forskel for mennesker.” M ariann e The lle rsen, konc erndirektør fo r inn ovatio n o g entrepreneurskab, mth e l@d tu .d k

Lot t e K ru l l FOM Tec h n o l o g ies

I

begyndelsen af juni vil startupvirksomheden FOM Technologies være at finde på First North, som er Nasdaqs vækstbørs for SMV’er. Børsnoteringen skal sikre ny kapital til virksomheden, siger direktør Michael Stadi: ”Vi har valgt at rejse vækstkapital via Nasdaqs børsplatform. Den nye kapital vil vi især bruge på at styrke vores salg internationalt, hvor vi vurderer, at vi har gode vækstmuligheder.” FOM Technologies blev etableret i 2012 på baggrund af en opfindelse på DTU, der gjorde det muligt at masse­ producere organic photovoltaics, også kendt som plastiksolceller. Teknologien, der gør massefremstillingen mulig, hedder slot die coating og sker ved hjælp af en coatingmaskine, hvor man nærmest ’printer’ et materiale på enten glas eller tynde baner af plastik. ’Printningen’ betyder, at det er muligt

at fordele ultratynde og helt ensartede lag af et materiale på en stor flade. Teknologien viste sig også at være nyttig inden for materialeforskning. ”Med vores coatingmaskiner er det muligt for forskere at undersøge egenskaberne ved et nyt materiale i meget større skala og meget hurtigere og meget billigere, fordi de undgår spild af deres materialer, som oftest er dyre at fremstille,” siger Michael Stadi. Apple og Microsoft er kunder FOM Technologies har gennem årene videreudviklet coatingmaskinerne til nye anvendelser, og det vidner kundekredsen hos FOM Technologies også om. Hvor kunderne i starten primært var universiteter og andre forskningsinstitutioner, sælger FOM Technologies nu også til virksomheder, der udvikler batterier, membraner til vandfiltrering, lab-on-a-chip-løsninger eller trykfølsomme folier til touchscreens i automobilbranchen.


22

I N N O VAT I O N

S TA R T U P S M E D S U C C E S

DTU

FOM Technologies satser på vækst og har oprustet med flere medarbejdere. Direktør Michael Stadi ses nederst til højre.

Om FOM Technologies

Blandt FOM Technologies’ kunder er der i de senere år desuden dukket de helt store virksomheder op, de såkaldte Fortune 500-selskaber, heriblandt Apple, Microsoft og energiselskabet Phillips 66. ”Vi ved ikke altid, hvad virksom­ hederne skal udvikle med vores udstyr, for nogle af dem holder kortene ret tæt til kroppen, hvilket jo er forventeligt,” siger Michael Stadi. Det er nemmere for virksomheden at følge udstyrets anvendelse på universiteter og forskningsinstitutioner, fordi forskerne publicerer deres resultater med oplysninger om anvendelsen af deres maskiner. MIT er et af de universiteter, der sidste år har købt en af de største maskiner i FOM Technologies’ produktportefølje. ”Vi er meget stolte af, at selveste MIT anvender vores teknologi til deres forskning og udvikling,” siger Michael Stadi, der uddyber, at de udelukkende har solgt udstyr til udlandet: ”Vi har ikke en eneste kunde i Danmark. Vores kunder er især fra USA og Asien, og vi mener, at vi kan sælge meget mere udstyr, men vi har brug for den saltvandsindsprøjtning, som børsnoteringen giver os. Vi har

Med coating­ maskinerne er det muligt at ’printe’ et materiale på enten glas eller tynde baner af plastik.

ikke tid til at vente på en stille og rolig organisk vækst, der sker af sig selv, for så risikerer vi at blive overhalet af vores konkurrenter,” siger direktøren. Ruster sig til væksteventyr I de seneste måneder har FOM Technologies rustet sig til det vækst­ eventyr, som de håber, bliver realiseret

• Virksomheden blev etableret i 2012 baseret på en coatingmaskine udviklet på DTU til ’printning’ af plastiksolceller. • FOM står for funktionelle organiske materialer, som her skal forstås som kulstofbaserede materialer med elektriske egenskaber. • Yderligere produktudvikling af coatingteknologien har ført til flere anvendelser bl.a. udvikling af nye materialer, der finder anvendelse i bl.a. vandfiltrering, batterier og touchscreens. • FOM Technologies har indtil ­videre solgt udstyr til i alt 60-70 kunder, heriblandt Apple, MIT og Microsoft. ww w . fo mt e c h n o lo gi e s. co m


DYNAMO

61

06

2 0

Startup-virksomheden Glycom blev i februar solgt for 5,7 mia. kr. Virksomheden blev startet på baggrund af kemiforskning på bl.a. DTU.

Startuppen Glycom har gennem mange år sam­ arbejdet med Nestlé, der kan fremstille modermælkserstat­ ning af Glycoms sukkerforbindelser.

ved hjælp af børsnoteringen. Virksomheden har ansat flere medarbejdere, der nu tæller syv i alt. Det er FOM Technologies’ håb, at skridtet ind på vækstbørsen First North blot er det første skridt på en større rejse, hvor de efter nogle års vækst kan komme ind på den ’rigtige’ børs for de helt store virksomheder.

FRA GRUNDFORSKNING

TIL MILLIARDHANDEL Lot t e K ru l l Pa nt h ermed ia

I

februar kunne den hollandske ingrediensvirksomhed DSM annoncere, at de køber startup-virksomheden Glycom for 5,7 mia. kr. Glycom blev etableret i 2005, efter at det lykkedes fem forskere at fremstille de sukkerforbindelser, som findes i modermælk, i et laboratorium. To af forskerne, det nu pensionerede ægtepar Behrend og Inge Lund, var ansat ved DTU Kemi. Glycom beskæftiger i dag 150 medarbejdere og har hovedkontor med forskning og udvikling i DTU Science Park i Hørsholm. Derudover driver virksomheden et produktionsanlæg i Esbjerg, og ifølge virksomheden selv er Glycom i dag verdens største leverandør af sukkerforbindelserne, der også går under forkortelsen HMO (Human Milk Oligosaccharides). Kunstigt fremstillet HMO kan udnyttes til modermælkserstatningsprodukter, men nye anvendelsesmuligheder udforskes, bl.a. inden for ernæringstilskud til alle aldersgrupper. Markedet for HMO forventes at vokse kraftigt de næste fem år. Virksomheden har gennem mange år samarbejdet med Nestlé i et partnerskab, hvor de har udviklet sukkerforbindelserne til anvendelse inden for modermælkserstatning. I 2015

blev Glycoms HMO godkendt af både amerikanske og europæiske føde­ varemyndigheder. I 2016 gik de første produkter på markedet med Glycoms HMO. Ifølge finans.dk tidoblede Glycom i 2018 sin omsætning til knap 400 mio. kr. og kunne samme år fremvise et driftsresultat på 135 mio. kr., der i 2019 er blevet fordoblet. Partnerskaber kan åbne døre DTU’s koncerndirektør for innovation og entrepreneurskab, Marianne Thellersen, ser Glycom som et godt eksempel på, hvor nyttigt det er for startups at indgå partnerskaber med større virksomheder, som Glycom gjorde det med Nestlé. ”Når man er en lille startup, så kender man ikke markedet. Derfor kan det være en kæmpe fordel at indgå et partnerskab med en større virksomhed, der har markedskendskabet. Det har selvfølgelig en pris, f.eks. at partnervirksomheden får eksklusivitet i en periode på det produkt, startup-­ virksomheden fremstiller. Men et partnerskab kan åbne dørene for en ny udvikling for startuppen,” siger Marianne Thellersen, der ser Glycom som en rollemodel, som andre startups kan lære af.

23


24

K VA N T E F O R S Ø G

Forskere på DTU Fotonik har demonstreret, at det er muligt at teleportere information mellem to mikrochips ved at udnytte en kvantemekanisk sammenfiltring af to fotoner. Kvanteteleportation mellem chips bringer os et skridt nærmere et hurtigere og sikrere internet.

. LEM ..

PORTA E L T TE

M

EL

IO

DATA F A N

DTU

TO M ROCHIP IK

S H enrik B e n d ix S h utte rsto ck o g U n i ver sity of B risto l

T

eleportation er nok mest kendt fra science fictionfilm som Star Trek, hvor personer på et øjeblik bliver flyttet fra et sted til et andet. Fysisk teleportation hører stadig til i fantasiens verden, men nu har kvante­ fysikere fra DTU Fotonik sammen med engelske og kinesiske forskere demonstreret noget lignende ved at teleportere fotoner, dvs. lyspartikler, mellem to mikrochips. I stedet for at udnytte den klassiske metode til dataoverførsel med at sende en informationsbærende foton mellem to chips, har forskerne teleporteret information fra en siliciumchip til en anden ved at udnytte et kvantemekanisk sammen­ filtret foton-par. Fotoner, der er forbundet i en sammenfiltret kvantetilstand (også kaldet entanglement, se mere i boks) kender til enhver tid hinandens karakteri-

stika – man kan ikke måle på den ene uden også at ændre den anden. Dette kan udnyttes til at udveksle kvanteinformation mellem de loka­tioner, hvor de sammenfiltrede fotoner er sendt hen. På sigt kan det potentielt bruges til at udvikle nye typer helt sikre internetforbindelser, hvor data ikke kan manipuleres undervejs, uden at det opdages. Allerede i dag er det muligt at tage kvantefysikken til hjælp, når man vil sende hemmelige beskeder, hvor man er sikker på, at ingen lytter med. Teknologien er stadig i sin vorden, men der findes firmaer, som tilbyder udstyr til kvantemekanisk udveksling af krypteringsnøgler, hvor data sendes som enkelte fotoner i forskellige kvantetilstande. Men her kræves en optisk fiber direkte mellem de to parter, der ønsker at sende hemmelige beskeder

til hinanden, og der er grænser for, hvor lang den kan være. Rekorden i laboratoriet er 509 kilometer, men i praksis er fiberen sjældent længere end 100 kilometer. Hvis brugerne er mange hundrede kilometer fra hinanden, kan afstandsproblemet løses ved at bruge såkaldte trusted nodes – betroede mellemstationer – men det gør forbindelsen langsommere, dyrere og ikke mindst mere usikker, idet data ikke er beskyttet i mellemstationerne, men kan blive angrebet af uvedkommende, mens den befinder sig der. Fotoner filtres sammen Derfor er der brug for en mere robust og fleksibel infrastruktur til kvantekommunikation mellem et stort antal brugere, og det er her, forskernes nylige demonstration af kvante­ teleportation mellem to siliciumchips kommer ind i billedet.


K VA N T E F O R S Ø G

DYNAMO

61

06

20 DT U

25

Entanglement Sammenfiltring. Når to fotoner er ’entangled’, deler de den samme kvantetilstand. Det betyder, at de fungerer som ét samlet system, uanset afstanden mellem dem. Det er almindeligt kendt, at når man måler på en foton, så ændrer man dens kvantetilstand. Dette betyder, at når man måler på den ene foton af to ’entangled’ fotoner, ændrer man således begge fotoners kvante­tilstand.

Kvantebit Ved traditionel overførsel af data ’bærer’ en foton (eller en elektron) én bit. Dvs. fotonen (eller elektronen) repræsenterer enten et 1-tal eller 0. En kvantebit (på engelsk quantum bit eller qubit) er en foton, der bærer mere end én bit. Den kan således repræsentere både 1-tallet og 0 på samme tid.

Forsøget blev gennemført af fire forskere fra Centre for Silicon Photonics for Optical Communications (SPOC) på DTU’s Institut for Fotonik i samarbejde med forskere fra University of Bristol i England og Peking University i Beijing, Kina. ”I vores chip kan vi frembringe to fotoner, som er i den sammenfiltrede kvantetilstand. Så kan vi sende den ene foton den ene vej og den anden den anden vej. Derefter fungerer de som ét samlet system, uanset afstanden mellem dem. Når man måler på den ene foton, ændrer man den fælles kvantetilstand og bestemmer dermed tilstanden for den anden foton. På den måde kunne vi bruge de sammen­ filtrede fotoner til at overføre information fra en chip til en anden,” forklarer en af de fire DTU-forskere, adjunkt Davide Bacco. På vej mod kvanteinternettet Det er en stor fordel, at teknologien kan implementeres på siliciumchips. Silicium er blevet brugt i fremstillingen af mikrochips til computere siden 1960’erne, og forskerne kan genbruge

produktionsmetoder fra halvleder­ industrien – også selvom det er fotoner og ikke elektroner, der skal manipuleres med. Og når først designet er på plads, vil det være nemt og billigt at masseproducere dem. De nye kvantechips vil således være et værdifuldt skridt på vejen til et alternativt internet, hvor informationen overføres efter kvantemekanikkens love; ikke i form af bits med værdien 0 eller 1, men med kvantebits, som kan være både 0 og 1 på samme tid. Sådan et internet vil opføre sig fundamentalt anderledes end det internet, vi kender, og det vil give god mening, hvis det skal bruges til at sende opgaver til en kvantecomputer og efterfølgende modtage resultatet af beregningerne på en måde, så både input, output og selve beregningen forbliver afsenderens egen sag. Det kan f.eks. blive aktuelt for et medicinalfirma, som vil udnytte kvantecomputerens formidable regnekraft til at udvikle ny medicin og få en central computer i kvanteskyen til at klare opgaven. Ligeledes vil de sikre kvanteforbindelser være værdifulde i forbin-

Det banebrydende forsøg med kvante­ teleportation mellem mikrochips blev udført i Bristol med chips, der er designet og fremstillet på DTU.

Kvanteinternettet På et tidspunkt vil vi ikke bare have ét, men to forskellige verdensomspændende informationsnetværk. Vi vil have internettet, som vi kender det, men vi vil også have et kvantenetværk. Her kan vi overføre kvantebits, som både kan være 0 og 1 samtidig.

delse med internetforbundne ting, det såkaldte IoT, som er i stærk vækst. I DTU’s Centre for Silicon Photonics for Optical Communications arbejdes der ikke kun på hardwaredelen af de nye kvantebaserede netværk. Her udvikles også nye måder at bruge kvantekommunikation på. Præcis som det for 50 år siden var umuligt at forudsige, hvad internettet engang ville blive brugt til, er det ikke til at vide, hvad kvanteinternettet kommer til at betyde for vores liv. Men perspek­ tiverne er store. D  avid e Ba c co , a d j u n k t , DT U Foto n i k , d a b a c @ foto n i k . d t u . d k Leif K at s u o O xe n løwe , p rofe sso r,  DTU Foto n ik , lkox@ foto n i k . d t u . d k


26

S U N D H E D S T E K N O L O G I

H J E R N E S T I M U L E R I N G

Forskning skal forbedre elektromagnetisk behandling af depression Godkendt til behandling

Magnetisk stimulation af hjernen har vist sig at være en skånsom og virkningsfuld behandling af depression. Forskere forsøger nu at gøre metoden endnu mere effektiv. H enrik B e n d ix J es p e r S che e l, MagVe nture

S

iden 1980’erne har der været arbejdet videnskabeligt med en alternativ behandling af depression, som er mere skånsom end elektrochok og samtidig har vist sig effektiv for

patienter, der ikke reagerer på andre behandlingsformer. Metoden kaldes transkraniel magnetisk stimulation, forkortet TMS, og består af elektro­ magnetiske spoler, som sættes mod hovedet og frembringer et magnetfelt. Patienten sidder fuldt vågen i en stol, mens behandlingen foregår. Det varierende magnetfelt fra spolerne inducerer

I dag er transkraniel magnetisk stimulation godkendt i USA, Canada, Australien og EU til behandling af depressioner, hvor patienten ikke har fået det bedre af medicin. I Danmark er det muligt at blive behandlet på det psykiatriske­ hospital i Risskov.

svage elektriske strømme i hjernens øverste lag, og strømmene påvirker den måde, hjernecellerne kommunikerer på. Behandlingen varer mindre end en time og giver højest en forbigående hovedpine. Men den positive virkning kan være dramatisk, hvis de rette dele af hjernen stimuleres rigtigt. Det har dog vist sig, at ikke alle reagerer lige godt på TMS. ”Vores hoveder har ikke helt samme størrelse og form, og vores hjerner er skruet forskelligt sammen. Derfor virker en standardbehandling ikke på samme måde hos alle,” forklarer lektor Axel Thielscher. Han vil sammen med


DT U

DYNAMO

61

06

20

27

Spolerne frembrin­ ger et magnetfelt, der inducerer svage elektriske strømme i hjernens øverste lag. Selvom det er de yderste lag af hjer­ nen, der påvirkes, forplanter stimule­ ringen sig indad.

kolleger på DTU Sundhedsteknologi forsøge at finde ud af, hvorfor det er sådan, og hvordan man kan målrette behandlingen bedre til den enkelte patient. ”Det handler om at sørge for, at den magnetiske stimulation rammer præcis, hvor den skal, i forhold til den enkelte patients behov, at spolerne placeres optimalt på hovedet, og at der gives den rette stimuleringsdosis. En teknik, som vi kalder computationel dosimetri,” fortæller han. Hjernen er et netværk Axel Thielscher er også seniorforsker på Dansk Videnscenter for Magnetisk Resonans (DRCMR) på Hvidovre Hospital. Her findes ekspertise på området og skannere, der tillader forskerne at kigge ind i hjernen. Med billederne fra hospitalets MR-skannere kan forskerne ikke bare

måle den eksakte form af hovedet og kraniet på det enkelte menneske – de kan også se, hvordan hjernen er indrettet. De kan identificere de netværk i hjernen, der fungerer anderledes, når man er deprimeret, og lokalisere de områder i hjernen, den magnetiske stimulation skal rettes imod. Det er dog ikke helt simpelt, for de relevante områder kan ligge dybt inde, og magnetisk stimulation påvirker de yderste dele af hjernen. Men det bekymrer ikke Axel Thielscher: ”Vi betragter hjernen som et netværk. De dele, vi gerne vil stimulere i behandlingen af depression, sidder dybt inde, men de er forbundet til områder i hjernebarken yderst. Så i stedet for at påvirke de indre hjerneområder direkte ændrer vi aktiviteten i de ydre dele, og virkningen forplanter sig så indad.”

Axel Thielscher forsker både som lektor på DTU Sundhedsteknologi og som seniorforsker på Dansk Videnscenter for Magnetisk Resonans (DRCMR) på Hvidovre Hospital.

Dansk firma er med i front Forskningsprojektet ledes af professor Hartwig R. Siebner fra DRCMR, og Innovationsfonden har støttet med en bevilling på 14,2 mio. kr. over fem år. Det danske firma MagVenture, der udvikler udstyr til TMS, deltager også i forskningsarbejdet – bl.a. med nyudviklede, mere fleksible spoler. ”Når vi har valgt at deltage i innovationsprojektet med DTU, DRCMR og Innovationsfonden, er det fordi, vi ser store perspektiver i projektets


28

SUNDHEDSTEKNOLOGI

H J E R N E S T I M U L E R I N G

DYNAMO

61

06

20

DTU

På Hvidovre Hospital har Axel Thielscher adgang det udstyr, der til­ lader forskerne at kigge ind i hjernen.

Illustrationerne er lavet ud fra skanninger, der viser forskellen på en rask person (øverst) med normal hjerneaktivi­ tet og en deprimeret person (nederst), hvor der er mindre aktivitet.

nytænkende tilgang til behandling, kombineret med at projektet er stærkt fagligt funderet,” fortæller Stig Wanding Andersen, der er administrerende direktør for MagVenture. Teknologien afprøves i første omgang på 20 patienter fra Psykiatrisk Center Glostrup og lige så mange fra universitetshospitalet i München i Tyskland. Målet for projektet er at udvikle et fuldt færdigt system, som kan anvendes i store kliniske studier. Her vil det for alvor vise sig, om den individuelle tilgang gør en forskel.

Depression er i øvrigt ikke den eneste sygdom, forskerne håber på at kunne helbrede eller lindre med TMS. Andre forskere er i gang med forsøg inden for behandling af angst, OCD og kokain­ afhængighed, og patienter med Parkinsons sygdom kan måske også hjælpes. I alle tilfælde vil en effektiv metode til at individualisere behandlingen, så den virker optimalt, være uhyre nyttig. Elektroder og ultralyd testes også Der findes flere metoder til hjerne­ stimulering, og Axel Thielscher afprøver også en, hvor elektroder sættes direkte på huden, og der sendes svage strømme på 1-2 milliampere igennem dem. Teknikken er ganske simpel og kræver ikke det store udstyr, og forskerne er ikke bare ved at undersøge, hvor godt metoden virker, men også om patienten selv kan benytte elektrisk stimulering derhjemme. Desuden er der store forhåbninger til hjernestimulering ved hjælp af ultralyd. Her sendes fokuserede, højfrekvente lydbølger ind i de dele af hjernen, man håber at påvirke. ”Ultralyd kan gøre det muligt at stimulere specifikke områder meget præcist, inklusive ganske små strukturer, der ligger dybt inde i hjernen. Det kan man ikke direkte gøre med magnetisk eller elektrisk stimulation,” siger Axel Thielscher, der sidste år blev støttet af Lundbeckfonden med fem mio. kr. til den fortsatte forskning

i stimulering ved hjælp af elektricitet og ultralyd. ”Vi håber, at de forskellige transkranielle behandlingsmetoder på sigt kan komme til at supplere hinanden,” siger han. A  xel Th iel s c h er, le k to r, DTU Sundhedsteknologi, axthi@dtu.dk

Depression koster liv Er man konstant og vedvarende trist og nedtrykt, føler sig tappet for energi og har mistet interessen for alting, kan man være ramt af en depression. En række hjerneområder ændrer struktur eller aktivitet, når man er deprimeret, og det kan ses på hjerneskanninger. Depression kan altså forstås som en forstyrrelse i hjernen. • 15-25 pct. af alle kvinder og 7-12 pct. af alle mænd får en behandlings­ krævende depression i løbet af livet. • På et givet tidspunkt er 3,3 pct. af alle voksne danskere ramt af depression. Det svarer til over 150.000 mennesker. • Har man haft en depression, er der stor sandsynlighed for, at man bliver ramt igen. • I 2018 begik 584 danskere selvmord. Over halvdelen af dem, der dør ved selvmord, har en depression. KILDER: LÆGEHÅNDBOGEN/SUNDHED.DK, DØDSÅRSAGSREGISTERET


S A M A RBEJDE

N Y H E D E R

DYNAMO

61

06

20

DT U

29

ONLINEBEREGNER OPDAGER COCKTAILEFFEKTER MED KEMI

Forskere fra DTU Fødevare­ instituttet udviklet et online­ værktøj til at vurdere risikoen for cocktaileffekter, når mennesker udsættes for flere kemikalier samtidig. Værk­tøjet indeholder en omfattende database med overblik over, hvor giftige stofferne er samt i hvor store mængder forskellige befolkningsgrupper udsættes for dem. Derudover er stofferne i databasen grupperet efter, hvordan de skader kroppen, som eksempelvis risikoen for infertilitet. DTU Fødevareinstituttet forventer, at den Europæiske Fødevaresikkerhedsautoritet (EFSA) og det Europæiske Kemikalieagentur (ECHA) kan bruge værktøjet i deres arbejde med at forbedre risikovurderinger af cocktaileffekter.

”De sidste ti år har vi i vid udstrækning brugt på at skubbe byrden foran os. Det kan vi ikke længere. Vi skal handle nu, hvis vi vil begrænse den globale opvarmning i tråd med Parisaftalens mål.” A N N E O L H O F F, H E A D O F S T R A T E G Y, U N E P D T U P A R T N E R S H I P, S O M E R M E D F O R F A T T E R P Å E N K O M M E N T A R I T I D S S K R I F T E T N AT U R E O M , H VA D V E R D E N S N AT I O N E R M A N G L E R AT G Ø R E F O R AT S K Æ R E N E D PÅ U D S L I P AF DRIVSHUSGASSER.

F au n aP hoto n ics, Pilmo Kang/Unsplash, Colourbox

Insektsensor skal testes i USA DTU-iværksættervirksomheden FaunaPhotonics har indgået et samarbejde med verdens største producent af landbrugsmaskiner, John Deere. FaunaPhotonics’ avancerede sensor, der registrerer flyvende insekter, skal testes på marker i USA for at undersøge, hvordan den danske startups hard- og software kan kobles med John Deeres systemer. Den præcise viden om insekternes aktivitet kan landmanden bruge til at planlægge sprøjtning til det mest optimale tidspunkt. Samarbejdet mellem John Deere og FaunaPhotonics startede allerede i sommeren 2019 i Iowa, hvor teknologien blev testet på skadedyr i majs. Der blev lavet forsøg med genkendelse af Japanese Beetle og Northern Corn Rootworm, der er to skadedyr, som amerikanske landmænd har udfordringer med. Forsøgene viste, at teknologien let kunne adskille de to biller. Teknologien virker ved at sende infrarøde stråler ud på et afgrænset areal. Insekter, der flyver gennem, kaster det reflekterede lys tilbage, som opfanges af en fotosensor. Data sendes direkte til en avanceret softwareløsning, der med kunstig intelligens aflæser insekternes farve, vingehastighed, krops- og vingestørrelse. Det samles til et slags unikt fingeraftryk for den enkelte insektart. Derefter kan softwaren kategorisere insekter og endda genkende en specifik art.


30

NYT TESTCENTER

B Ø L G E F O R S K N I N G

DTU

Ny viden om virkningen af Store konstruktioner på havet er udsat for voldsomme belastninger, hvis de rammes af ekstreme bølger. Nye målemetoder skal give mere detaljeret viden om belastningen, og det kan sikre robuste konstruktioner.

S øren Ravn sb o rg DT U/ Panth e rm e d ia

S

elvom offshorekonstruk­ tioner har været bygget og sat i drift gennem årtier over hele verden, mangler der stadig vigtig viden om ekstreme bølger og den last, som bølgerne udsætter konstruktionerne for. Man mangler især detaljeret viden om fordelingen af lasten, altså hvilke forskelle der er fra bølgedal til bølge­­top. Det er afgørende for, hvordan konstruktionen belastes, og med den viden vil man bedre kunne designe konstruktionerne, så man er sikker på, at de kan holde, men på den anden side ikke bruger mere materiale end nødvendigt. Forskere fra henholdsvis DTU og Aarhus Universitet er på vej med to nye målemetoder, der kan give den fornødne viden. De er blevet udviklet gennem det seneste års tid i forbindelse med planlægningen af et nyt testcenter for offshorekonstruktioner, Near Shore Test Center (NSTC), som Danish Hydrocarbon Research and Technology Centre (DHRTC) på DTU sammen med energiselskabet Total E&P Denmark har taget initiativ til. Testcenteret er tiltænkt en placering fire kilometer vest for Anholt. Her vil fokus være på ekstreme bølgehændelser. ”Ekstreme bølger er de såkaldte 100-årshændelser eller sjældnere. Da de forekommer så sjældent, kender vi ikke bølgernes indvirkning på offshorekonstruktionerne fuldt ud i dag. Vi kan foretage test i bølgebassiner, men der er en række effekter, vi ikke kan få med. Ved at måle faktiske bølgehændelser

kan vi få verificeret, om vores antagelser er korrekte. Vi vil få det bedst mulige datagrundlag til at beskrive bølgerne og påvirkningen af konstruktionerne og dermed en viden, vi ikke har i dag,” forklarer Anders Bak-Jensen, fhv. programme manager ved DHRTC. Kendt teknologi i nye klæder Den ene af de to nye målemetoder er funderet på lasersensorer, der kan kortlægge mønstre i vandets bevægelse og bestemme bølgernes form og højde. Det giver en ny mulighed for at behandle og tolke data om bølgerne. Udviklingen af denne teknologi sker i et samarbejde med Aarhus Universitet og DTU Mekanik. Den baserer sig på anvendelse af udstyr, der allerede i dag er kommercielt tilgængeligt, men designet

Lastringe kan måle den kraft, hvormed bølgerne rammer en konstruk­ tion ude på havet. Hver lastring måler 22,5 cm i højden og består af otte vejeceller (de blå, aflange elementer). Vejecellerne giver mulig­ hed for at måle bølger­ nes kraft uanset, hvilken retning de kommer fra.

Her ses sensorplatformen, hvor i alt 20 lastringe på centerrøret (som er røret, der går ned i havet) vil udgøre en 4,2 meter høj målesektion. Sådan detekteres bølgernes last på konstruktionen fra bølgetop til bølgedal. Andre sensorer kan måle bølgernes højde, hastig­ hed og retning, ligesom man også kan følge deres påvirkning af konstruk­ tionen helt nede ved havbunden.


DYNAMO 61 06 20

DT U

ekstreme bølger til andre formål. Og det er en pointe i sig selv, da målet også er at undgå en voldsomt fordyrende udviklingsproces, pointerer Anders Bak-Jensen. Den anden metode er udviklet og testet på DTU. Den består af loadrings eller på dansk lastringe. Lastringe kan måle den kraft, hvormed bølgerne rammer en konstruktion ude på havet. Hver lastring måler 22,5 cm i højden og består af otte vejeceller. Vejecellerne giver mulighed for at måle bølgernes kraft, uanset hvilken retning de kom­ mer fra. Lastringene skal ligeledes anvendes i det nye testcenter, hvor 20 styk vil blive installeret på centerrøret af testkonstruktionen. Tilsammen vil de udgøre en ca. 4,5 meter høj målesektion. Den lange målesektion vil gøre det muligt at måle bølgens kraft fra bølgedal til bølgetop.

Facilitetsplatformen vil blive udstyret med bl.a. en lasermåler til at måle bølgernes form (placeret yderst på den skrånende ’arm’). En vejrstation følger bl.a. vindhastig­ hederne og luftfugtighed. Det er også her, at data fra sensorplat­formen vil blive opsamlet.

Ekstreme bølger Ekstreme bølger skiller sig markant ud fra gennemsnittet af de øvrige bølger i søen ved at være mindst dobbelt så høje og også stejlere. Verdens højeste enkeltbølge målt ved en fast installation var 25,6 meter. Den slog ind over Draupner-platformene i Nordsøen nytårsnat 1995. De allerstørste enkelt­ bølger i havet findes antagelig syd for Island; disse bølger er dog aldrig blevet målt. KILDE: DMI OG VIDENSKAB.DK

Effekt dokumenteret i test En af nøglepersonerne i udviklingen af lastringene er Stefan Carstensen, lektor på DTU Mekanik, som har årelang erfaring med dette fagområde. ”Grundlæggende er der tale om kendt teknologi, der er sat sammen på en ny måde for at få et dedikeret måleudstyr til denne specifikke problemstilling. Med lastringene kan vi øge præcisionen i vores beregninger og måle lastfordelingen fra de største bølger helt op til toppen af bølgen. Bølgerne har de største accelerationer og den største hastighed øverst i vandsøjlen og mindre i bunden. Kraften skalerer med hastigheden i anden og med acceleration, så vi har en fordeling, der ikke er ensformig. Jo højere hastighed og acceleration, jo større kraft,” forklarer han og uddyber: ”Vi har dokumenteret i vores test, at det kan lade sig gøre at måle lastfordelingen. Når testcenteret er i brug, kan vi bruge lastringene til at måle kraften på individuelle sektioner af konstruktionen. Vi får en mere detaljeret viden

31


32

NYT TESTCENTER

Kystdirektoratet har godkendt, at testcen­ teret kan placeres vest for Anholt. Placeringen er unik, da hård vind til kuling her kan skabe mindre udgaver af de ekstreme storm- og orkanbølger langt ude i Nordsøen. Dvs. at et års data fra Anholt vil generere statistiske data for de forvente­ lige værste storme i en 1.000-10.000 års periode for Nordsøen.

B Ø L G E F O R S K N I N G

DYNAMO

61

om, hvad der foregår. Måleudstyret giver os nye data, og bagefter kommer så analyser og beregninger og ny viden, der gør, at vi kan forbedre vores teorier om bølger samt de metoder, vi arbejder med.” Han tilføjer, at metoden kan bruges i forbindelse med praktisk talt alle off­ shorekonstruktioner. ”Det skyldes, at en cirkulær cylinder er en central bestanddel af de fleste konstruktioner til havs. Konstruktionerne kan bestå af mange cylindre, men blot vi kender lasterne på én og forstår, hvad der foregår, kan vi summere det op,” siger Stefan Carstensen. Bestemmer designsikkerhed Anders Bak-Jensen vurderer, at den nye viden, som data om bølgernes påvirkning vil tilvejebringe, kan få stor betydning for estimeringen af eksisterende konstruktioners levetid og ikke mindst for designet af fremtidige offshorekonstruktioner: ”Industrien, og det drejer sig om både vind-, olie- og gasindustrien samt skibe, vil kunne designe med bedre viden om den faktiske belastning fra ekstreme bølger end tidligere. Der indregnes altid en sikkerhedsfaktor, og det er en betydelig økonomisk fordel, at denne ikke er unødigt høj. Så får man et for konservativt design, mens manglende viden om faktiske laster eller en for lav sikkerhedsfaktor kan medføre for høj risiko for, at strukturen fejler. Der vil stadig skulle indregnes en

06

20

DTU

sikkerhedsfaktor i designet, men det er målet, at sikkerheden af designet kan bestemmes så præcist som muligt.” Målesektionen på NSTC er som nævnt ca. 4,5 meter høj. Højden passer til vanddybden og bølgernes størrelse i området ved Anholt. Der er stadig langt til vanddybderne i Nordsøen på omkring 40 meter, men i forhold til et bølgebassin i laboratoriet vil den størrelse have en langt kortere skalering op til størrelsen på de store konstruktioner i eksempelvis Nordsøen. Og dermed kan NSTC give mere præcise og brugbare data, der siden kan skaleres op. Det er hensigten, at NSTC skal være et offentlig-privat partnerskab, fortæller Anders Bak-Jensen. Kyst­direktoratet har allerede godkendt placeringen af testfaciliteten, og en række potentielle partnere er blevet kontaktet for at få finansieringen på plads. Det drejer sig om energifirmaer inden for vind, olie og gas samt andre virksomheder, der på forskellig vis er involveret i design af offshorekonstruktioner. ”Det er en perfekt placering og en unik mulighed for at måle ekstreme bølger. Og jeg er overbevist om, at alle involverede parter vil få betydelig værdi af den viden, som anvendelsen af de nye målemetoder på testcenteret kan give,” siger han. U  l l a H of f ma n n , p ro g ra m m e m a n a ge r, T h e D a n is h H yd ro c a rb o n Re se a rc h a n d Tec h n o l o g y C ent re, uh of f @ d t u . d k St  ef a n C a rst en s en , l e k to r, DT U M e ka n i k , s c a r@ mek . d t u . d k

TEST AF LASTRINGE

Forskerne har testet prototyper af lastringene i et bølgelaboratorium. Her kan de følge bølgernes forskellige faser, når de rammer konstruktionen.


U D D A N N E L S E

N Y H E D E R

DYNAMO

61

06

20

DT U

33

STUDERENDES EL-RACERBIL SKAL TIL SILVERSTONE

8%

Stigning i antallet af kvote 2-ansøgere til DTU i marts 2020. DTU er gået fra 2.500 kvote 2-ansøgere i 2019 til 2.700 i år.

”Det var vildt fedt sådan at blive kastet ud på dybt vand. Vi har selv fundet ud af det meste.” AMANDA SCHRIVER MÅRTENSSON, STUDERE N D E PÅ G E O F Y S I K O G R U M TE K N O LO G I , OM ET HOLDARBEJDE, HVOR DE STUDEREND E S K U LLE G E N S K A B E E T ALL- S K Y- K A M E R A , S O M S TO D PÅ G RØ N L A N D F O R 4 0 Å R S I D E N . K A M E R A E T K A N TA G E E T B I L L E D E A F H E L E S T J E R N E H I M LE N PÅ E N G A N G .

Ifølge planen skal Blue Dot-racerholdet Vermilion Racing deltage i den internationale konkurrence Formula Student til sommer, som bliver afholdt på den ikoniske Silverstone-­ bane i England kun en uge efter det hæderkronede formel 1-racerløb. DTU’s racerhold består af 50 studerende, der primært læser på DTU’s mekanik- og elektro-uddannelser. Sammen har de bygget deres elektriske bil fra bunden, som kan accelerer fra 0 til 150 km. i timen på knap fire sekunder. Det er tredje gang Vermilion Racing deltager i konkurrencen, og sidste år kunne de endda tage hjem med prisen for det mest professionelle hold.

Visti Skjøttgaard Jensen, Daniel Helmuth Meile, Carl Emil Hansen og Carl Gustav Sander Kruse. (Det femte medlem, Franz Leunbach, er ikke med på billedet).

GARTNERIER KAN OPVARMES MED KOMPOST Opvarmningen af drivhuse i Danmark kræver megen energi. Det har fået fem studerende til at udvikle en kompostmølle, der vil kunne spare 5-8 pct. af gartneriernes CO2-udledning. Til processen udnyttes gartneriernes bioaffald som afklippede skud og grene. ”Da vi fandt ud af, at opvarmning af driv­ husene udgør omkring 40 pct. af gartneriernes udgifter, tænkte vi, at det var et oplagt at udnytte restaffaldet til opvarmning,” siger Daniel Helmuth Meile, der er en af de fem DTU-­ studerende bag idéen om en kompostmølle.

DTU , Jo ach im Ro d e , All- Sky- kameraholdet

Kompostmøllen er en stor tank, med en motor, der drives af el fra vedvarende energikilder. Øverst bliver bioaffaldet findelt. Og i bunden tilføres ilt, der sikrer, at komposteringsprocessen finder sted. Her kan den færdige kompost også udtages til brug i gartneriet. ”Varmen fra processen bliver opfanget af en kobberslange. Samtidig er der mulighed for at ’tappe’ den biogas, som komposteringen skaber. Den kan anvendes direkte i de gasbrændere, der er allerede er installeret i mange gartnerier,” siger en anden af de studerende, Carl Gustav Sander Kruse.


34

DY N A MO SP Ø RGER …

… E R D E R P L A D S T I L S AT E L L I T T E R N E ?

Lot t e K ru l l M ika l Sc h l o s s er

Har vi plads nok til tusinder

AF NYE SATELLITTER? Private virksomheder har begyndt opsendelsen af tusinder af sate­llitter til kommercielle formål. Afføder det nogen problemer, og har vi en international regulering af adgangen til vores fælles satellitbaner? Dynamo spørger Henning Heiselberg, som er centerleder for Security DTU samt forsker og underviser i satellitfysik og jordobservation.

q: Hvorfor bliver tusinder af satellitter opsendt? a: Private virksomheder vil ind

på bredbåndsmarkedet og opsender satellitter til formålet. Den største aktør lige nu er Elon Musk og SpaceX, der med sit Starlink-projekt vil udbyde global bredbåndsforbindelse til alle befolkede områder i 2021. Der opsendes 60 Starlink-satellitter ca. hver tredje uge, og ifølge nogle medier vil Starlink i første omgang opsende 12.000 satellitter og måske yderligere 30.000 senere. Til sammenligning kredser der for øjeblikket ca. 5.000 satellitter om Jorden, hvor omkring halv-

delen er i anvendelse. Andre aktører er Boeing, Amazon og OneWeb, som også har planer om at opsende satellitter for at komme ind på bredbåndsmarkedet. q: Er der plads til alle? a: Nej, der er begrænset plads

i satellitbanerne rundt om Jorden, og vi er ved at få fyldt de jordnære baner godt op. De jordnære baner ligger lige uden for atmosfæren i en afstand på 160-2.000 km. Starlink har fået tilladelse til at benytte netop disse baner. Overfyldte baner øger risikoen for kollision med de satellitter, der allerede

er deroppe. Kollision er alvorligt, fordi det vil skabe enorme mængder rumskrot, der dernæst udgør en trussel for de øvrige satellitter. Hastighederne er enorme deroppe, så selvom rumskrot er mindre end 1 cm, så suser det afsted med 20-30 gange lydens hastighed og kan skabe enorme ødelæggelser. I værste fald ender vi med, at rummet bliver ubrugeligt. q: Har satellitterne utilsigtede følger for os på Jorden? a: Ja. Omkring solopgang

og solnedgang vil vi få tusinder af nye små, glim-

tende stjerner i fuld fart hen over himlen, når solens stråler rammer satellitterne. Astronomer, der udforsker universet med jordbaserede teleskoper, vil mene, at der er tale om forurening af ­nattehimlen. Et andet problem er radiobølgerne, der vil ’støje’ døgnet rundt og kan forhindre f.eks. forskere i at benytte passiv radar til at lave målinger og observationer af is og havvand. q: Er det bare først til mølle ude i rummet? a: På sin vis, ja. Der er ingen

overordnet, international myndighed, som regulerer adgangen til satellitbanerne. Adgangen er primært styret af dem, der har råd til det. Det er svært at regulere på et internationalt plan, for der er store politiske og økonomiske interesser.

q: Hvad er driveren bag denne udvikling? a: Faldende priser. Det er

blevet meget billigere både


S AT E L L I T F Y S I K DYNAMO 61

06

20

DT U

Henning Heiselberg er centerleder for Security DTU.

Om Security DTU • Centeret blev oprettet i 2017 og er indgangen til DTU’s forskning og innovation inden for sikkerheds-, forsvarsog beredskabs­området. • Det er et tværdisciplinært center, der arbejder med emner som cybersikkerhed, sikkerhedsteknologi, overvågning i Arktis samt redning, miljøberedskab og sikkerhed i forbindelse med naturkatastrofer. • DTU Security samarbejder bl.a. med Forsvaret, forsvars­ industrien og myndigheder. w ww.s ecu rity.dtu .dk

at masse­producere satellitter og at få dem sendt op. Elon Musk har medvirket til, at prisen for at komme i rummet er faldet med næsten en faktor ti. Rummet er lige pludselig kommet ti gange nærmere. Det er dér, han har været banebrydende. Han – og de andre aktører – gør det, fordi der er en forretningsmulighed. Vi vil jo alle sammen gerne have adgang til bredbånd, uanset hvor vi er på Jorden. Når vi er et nyt sted, så er det første, vi spørger om, ”hvad er koden til wi-fi?”. Så satellitterne tjener et gavnligt formål, for de letter kommunikationen for os på Jorden.

q: Hvad betyder det for militariseringen af rummet? a: De lavere priser på satellitter

og adgang til rummet har også smittet af på den militære udnyttelse, hvor vi ser flere nye og mindre nationer, der udnytter rummet til militære opgaver. Selv det danske forsvar fik sin første CubeSat, Ulloriaq, sendt op for to år siden, som skal bruges til overvågning af fly og skibe i Arktis. Så nu har de store rumnationer ikke rummet for sig selv længere. Lige nu er vi inde i en øget opmærksomhed omkring militær udnyttelse af rummet. Nogle nationer har opsendt

satellitter, der kan indfange rumskrot, men de kan jo også anvendes til at indfange andre nationers satellitter eller udspionere dem med. Senest har Donald Trump lanceret US Space Force og US Space Command, men det er mest signalpolitik, idet USA i flere årtier har haft det teknologiske herredømme i rummet. q: Skal vi være bekymrede for den øgede militarisering? a: Det kommer an på, hvordan

nationerne opfører sig. Det store billede er, at de teknologiske fremskridt i rummet kommer os alle til gavn.

Vi har satellitter, der giver os GPS-koordinater ned til 1 cm’s præcision, vi har satellit-tv, internet, telefoni, vejrudsigter og klimaovervågning. Faktisk burde vi vende det om; det startede med en militarisering af rummet, som gik over til i højere grad at blive en civil anvendelse af rummet. Der er nærmere tale om en øget civilisering af rummet. H enning Heiselberg, centerleder, Security DTU, hh@dtu.dk

35


36

C O R O N A P A N D E M I

DTU

Forskere fra The National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) i USA offentlig­­g jorde i midten af februar billeder af coronavirus eller SARS-CoV-2.

As audandem reptam autas unt odi dolupti cor rest, seque net dolres.

TEKNOLOGI TIL PANDE­MIEN COVID­19

Da Danmark lukkede ned i marts, lukkede forskere op for at udnytte deres teknologier og laboratorier i kampen mod corona.

B

evillinger fra EU, regeringen og fonde løb i foråret hurtigt ind til en række DTU-forskere, der er i stand til at dreje deres projekter og teknologier, så de på kort tid kan bidrage med ny viden og nye metoder til glæde for samfund og patienter under COVID-19-pandemien. DTU’s prorektor, Rasmus Larsen, roser forskerne for deres årvågenhed. ”Det er med stor stolthed, at jeg har oplevet, hvordan mange DTU-forskere allerede tidligt har tænkt over, hvad der kunne sættes i gang med kort varsel,” siger Rasmus Larsen og tilføjer: ”Til daglig har universitetsforskningen det lange lys på, og vi forestiller os, at den viden, der bliver frembragt, kommer til nytte for samfund og mennesker i det lange perspektiv. Men det ændrer sig i krisesituationer, som nu med COVID-19–pandemien, hvor der er behov for at få viden bragt i spil her og nu. Det gælder både i forhold til at understøtte myndighedernes beslutninger og i forhold til viden, der kan afhjælpe presserende behov nu og her.”

Christina Tæ k ker, Lot t e K ru l l NIAID

R  a s mu s L a rs en , p ro rek to r, d t u - p rovo st @ d t u . d k


N Y E P R O J E K T E R

DYNAMO

61

06

20

37

SAMARBEJDE ØGER RIGS­ HOSPITALETS TESTKAPACITET Rigshospitalet valgte DTU for at øge antallet af test for coronavirus. Mariann e Vang Ry d e

Joac him Rode

Da sundhedsmyndighederne i slutningen af marts besluttede at ændre teststrategi, så flere kunne blive testet for coronavirus, gik hospitalerne i gang med at finde samarbejdspartnere for at øge kapaciteten. Rigshospitalet pegede i den forbindelse på Novo Nordisk og DTU, som har udstyr og erfaring med hurtig og sikker håndtering af virusmateriale. På få uger blev der arbejdet intenst for at få etableret systemer og procedurer, som sikrer, at prøver kan håndteres forsvarligt, og testresultater formidles hurtigt og korrekt. En test består af to trin: Først renses prøven, så det genetiske materiale (DNA/RNA) er klar til næste trin, den såkaldte PCR (polymerase chain reaction), hvor DNA opformeres til mængder, der gør det muligt at skelne mellem forskellige sygdomsfremkaldende organismer. Det er en arbejdsgang, som er grundigt indarbejdet i flere af DTU’s laboratorier, bl.a. hos Center for Diagnostik DTU. DTU havde tidligt under coronakrisen skabt sig et overblik over relevant udstyr på DTU’s institutter, og centerdirektør Kristian Møller var i spidsen for at planlægge organiseringen af arbejdet, så prøverne håndteres så sikkert som muligt. På DTU Biosustain har man på grund af en generøs bevilling fra Novo Nordisk Fonden de senere år kunnet investere betydeligt i automatisering og robotteknologi, hvilket betyder, at man her kan udføre test langt hurtigere end normalt. I valget af DTU er der også lagt vægt på, at der på universitetet bruges andre oprensningsmetoder og reagenser end på hospitalerne, så der ikke konkurreres om de samme materialer hos leverandørerne.

BIG DATA OG ADFÆRDSANALYSER SKAL VISE VEJ GENNEM KRISEN Analyser af store mængder data kan vise, om de offentlige tiltag mod smittespredning virker. J es p er Sp a n g s ma rk

J o a c h im Ro d e

Et forskningssamarbejde mellem DTU, Københavns Universitet og Aarhus Universitet skal kombinere big data og maskinlæring med bl.a. adfærdspsykologi. Forskningen skal hjælpe os til at forstå sammenhængen mellem myndighedernes udmeldinger om COVID-19, mediernes dækning af epidemien, befolkningens adfærd og udbredelsen af smitte. Projektet, der bærer navnet HOPE (How Democracies Cope with Covid19: A Data-Driven Approach), skal både hjælpe os igennem den nuværende krise og gøre os klogere på, hvordan vi bedre kan håndtere fremtidige kriser. Projektet er støttet af Carlsbergfondet med 25 mio. kr. Om det langsigtede mål siger Carlsbergfondets bestyrelsesformand, professor Flemming Besenbacher: ”Projektet vil bruge de indsamlede datamængder til at identificere den optimale strategi for håndtering af epidemier, så vi kan lære af fejl og udvikle best practice til næste gang, verden står foran en epidemi af denne karakter.”

K ristian Mø lle r, ce nterdirektør, Center for Diagnostik DTU, krmo l @ d t u . d k

S une Lehmann Jørgensen, professor, DTU Compute, sljo@dtu.dk


38

C O R O N A P A N D E M I

N Y E P R O J E K T E R

ILTROBOT UDVIKLES TIL HJEMMEBRUG DTU hjælper med udvikling af iltrobotten O2matic, så den kan anvendes i hjemmet. A n n e K irst en F red erik s en

NYE APPARATER TIL HURTIG DIAGNOSTICERING Tre nye apparater kan sikre hurtig diagnosticering af coronavirus ude i klinikker og private hjem. Mette H aage n Marcussen

Bax Lindhardt

Tre nye apparater bliver udviklet i projektet CoronaDX, som er et samarbejde mellem DTU og Statens Serum Institut. Det hurtigste af de nye apparater skal detektere coronavirus på under et minut. Det langsomste på under en time. Samtidig designes de nye apparater, så de er meget nemme at bruge on-site i stil med en graviditetstest. De vil derfor kunne bruges ude i klinikker eller i hjemmet og give et svar med det samme. På den måde kan man spare både tid og ressourcer på transport og analyse. Det vil reducere presset på hospitalernes testlaboratorier, og samtidig reducerer man risikoen for, at hospitalspersonale smittes, fordi de smittede umiddelbart kan sættes i karantæne. Det ene apparat er oprindeligt udviklet til at detektere sygdomme i fjerkræbesætninger, men bliver nu videreudviklet til hurtig detektering af coronavirussen. Under normale forhold ville udviklingen af den slags teknologi tage flere år, og professor Anders Wolff fra DTU Bioengineering, som står i spidsen for projektet, siger da også, at der er usædvanlig meget fart på dette projekt:

O2 mat i c

Egentlig er robotten O2matic fremstillet til at indgå i behandlingen af patienter med vejrtrækningsproblemer, der hverken kan tåle et for højt eller lavt indhold af ilt i blodet. Robotten overvåger og justerer derfor automatisk blodets iltindhold. Da coronavirus for alvor satte ind i Danmark, blev det oplagt også at inddrage robotten i behandlingen af patienter med COVID-19. Robotten får hvert sekund data fra målinger af iltindholdet i blodet via en sensor. Herefter kan robotten justere mængden af ilt. Hvis der sker voldsomme ændringer i patientens tilstand, udsender den en alarm til personalet.  O2matic-robotten er udviklet i tæt samarbejde med forskere på DTU Elektro. Dette samarbejde er nu genoptaget i forbindelse med lanceringen af en ny version af O2matic, som er beregnet til anvendelse i patienternes eget hjem.  ”Det stiller større krav til sikkerhed og udformning, når betjeningen ikke foretages af sundhedsfagligt personale. Vi har derfor haft god gavn af den simuleringsmodel, DTU-forskerne har udarbejdet, ligesom de hjælper med værdifulde input til hele den elektroniske del,” siger Farzad Saber, der er produktionsdirektør i virksomheden O2matic. Planen er at få den nye robot til hjemmebrug klar til efteråret, hvor en ny smittebølge med coronavirus kan ramme landet. 

”Det er helt tydeligt, at der også i forskerverdenen er fokus på, at dette er en helt særlig og alvorlig situation, og vi arbejder sammen som kolleger på tværs af lande og organisationer snarere end som konkurrenter. F.eks. er der allerede offentliggjort RNA-sekvenser for coronavirussen, og det er dem, vi skal bruge for at kunne udvikle instrumentet. Det er en af grundene til, at vi kan arbejde så hurtigt, som vi gør nu.” EU støtter projektet med 3 mio. euro (ca. 22 mio. kr.). A n d e rs Wo lff, p rofe ssor, DTU Bioengineering, awol@dtu.dk

N il s A xel A n d ers en , l ek to r, DTU E l ek t ro , n a a @ e le k t ro . d t u . d k


DT U

DYNAMO

61

06

20

AVANCERET OVERVÅGNING UDBREDES TIL CORONA­PATIENTER Teknologi, der overvåger bl.a. kritisk syge KOL-patienter, skal udbredes til patienter med COVID-19. DTU

C lau s Peuc kert

Et nyt overvågningssystem, der anvender kunstig intelligens og trådløs teknologi til at overvåge højrisikopatienter med f.eks. KOL og hjertesygdomme og patienter, der har været igennem store operationer, bliver nu udbredt til at overvåge COVID-19-patienter. Det sker på baggrund af en bevilling på 3,9 mio. kr. fra Novo Nordisk Fonden. Systemet med navnet WARD (Wireless Assessment of Respiratory and Circulatory Distress) er udviklet og afprøvet i et samarbejde mellem DTU, Bispebjerg Hospital og Rigshospitalet. WARD består af trådløse enheder og intelligent overvågning af data, der sendes fra små sensorer på patientens krop og løbende måler blodtryk, iltmætning, hjerterytme og vejrtrækning. Målingerne sendes trådløst til en central computer. Ved hjælp af kunstig intelligens aflæser, analyserer og fortolker computeren de mange data og vurderer, om de målte data fra patienten er normale, eller om der er tale om en afvigelse, der kan udvikle sig til en komplikation. I så fald giver systemet øjeblikkeligt hospitalspersonalet besked via trådløse modtagere. Lektor Helge B.D. Sørensen fra DTU Sundhedsteknologi, der har deltaget i udviklingen af WARD, udtaler: ”Overvågningssystemets kunstige intelligens er på sigt i stand til at påpege sammenhænge og mønstre i udviklingen af sygdom, som læger ikke kender i dag. Det gælder også for coronasmittede patienter, hvor vi ikke til fulde kender mønstrene, men med tiden kan bruge disse computermodeller til at forudsige sygdommens udvikling. Det vil også hjælpe lægerne i udredningen og behandlingen, når vi kommer længere hen på året, hvor coronavirus forventes at toppe igen i anden bølge. Her vil det være en kæmpe hjælp med samkøring og automatisk fortolkning af de store datasæt.” H e lge B .D. S ø rensen, lektor, DTU Sundhedsteknologi, hbd s @ d t u . d k

Mikroskopi af virusset viser de spidser, der får det til at ligne en krone – corona.

39


40

D O K T O R A F H A N D L I N G O M . . .

. . . VA N D

KLIMAFORANDRINGER:

Det, der kommer til at påvirke os mest, er vandet Download doktorafhandling Doktorafhandlingen ’Panta Rhei – Non-stationarity in planning, designing, and operating urban drainage systems’ kan søges frem på orbit.dtu.dk.

Professor Karsten Arnbjerg-Nielsen har siden 2008 arbejdet med ekstremregn og oversvømmelser i Danmark. Nu har han samlet forskningen i en doktorafhandling.

Ma rian n e Vang Ry d e Mi  kal S chlo sse r o g Ritzau Sc anpix

’P

anta Rhei’ – ’alting flyder’ – er en påstand, som tillægges den græske filosof Heraklit, der levede 400 år før vor tidsregning. Med de ord beskrev han verden som kaotisk og i konstant forandring, og det er jo yderst relevant i disse år, hvor klimaet ændrer sig med ekspresfart, og vi har travlt med at tilpasse os nye vejrmæssige vilkår. Vand har det med at anrette enorme skader, hvis det flyder ind, hvor man ikke ønsker det. Så Panta Rhei er et

velvalgt navn til det store europæiske forskningsprojekt om hydrologi, som professor Karsten Arnbjerg-Nielsen har deltaget i de senere år. Han har i det hele taget beskæftiget sig indgående med risikoen for oversvømmelser, og hvordan vi håndterer den. Panta Rhei er derfor også en del af titlen på hans doktorafhandling, som han forsvarede i januar 2020. Oversvømmelser i Greve Det hele begyndte i 2002, hvor et usædvanlig voldsomt regnvejr skabte store oversvømmelser i Greve syd for København. Som rådgivende ingeniør

Professor Karsten Arnbjerg-Nielsen fra DTU Miljø forsvarede sin doktorafhandling om håndtering af oversvømmelser fra skybrud og havstigninger i januar 2020.

hos COWI var Karsten ArnbjergNielsen med til at undersøge sagen. ”Det var, undskyld udtrykket, utrolig spændende. Vi havde snakket om et voldsomt regnvejr, som forekom i 1959, og nu oplevede vi selv et, der var lige så stort. Men de næste år kom der flere tilsvarende andre steder i landet, og jeg begyndte at interessere mig for, hvad pokker det var, der skete,” fortæller han. Hvor meget regn kan vi forvente i fremtiden, hvordan vil det bidrage til oversvømmelser, og hvilke indgreb bør vi lave fra centralt hold for at ruste os imod dem? Det er den slags spørgsmål,


Karsten Arnbjerg-Nielsen i samarbejde med flere ph.d.-studerende har forsøgt at besvare ved hjælp af statistiske modeller. For et år siden fik han mulighed for at tage et halvt års orlov og opholde sig på det tyske GeoForschungsZentrum i Potsdam, hvor nogle af verdens bedste folk på dette område arbejder. Og det blev en fantastisk chance for ham til at skrive forskningsresultaterne sammen til en doktorafhandling. Diger eller natur Karsten Arnbjerg-Nielsen har flere gange udtalt sig i medierne og bl.a. gjort sig til talsmand for, at diger ikke altid er den bedste løsning på problemerne: ”Digebyggerier går ud over naturen – strandenge kan ødelægges, natur­ områder som Vadehavet vil lide skade, og husejere kan komme i voldsomme konflikter om, hvor højt der skal bygges, og hvem der skal betale regningen,” siger han og tilføjer, at diger i øvrigt også giver en falsk tryghed. ”Der kommer altid en hændelse, som diget ikke kan modstå. Der er

DYNAMO

61

06

2 0

Skybruddet og den efterfølgende oversvømmelse i Greve i 2002 startede professor Karsten ArnbjergNielsens interesse for ekstremregn.

DT U

En vådere fremtid I takt med at klimaet ændrer sig, kan Danmark forvente: • Mere regn. Vi får mere regn om vinteren og mindre om sommeren. Om sommeren får vi både flere tørke­ perioder og kraftigere regnskyl. • Mildere vintre. Vintrene vil blive mildere og fugtigere. • Højere vandstand. Der forventes en generel vandstandsstigning i havene omkring Danmark. • Mere vind. Vi kan forvente flere kraftige storme. KILDE: KLIMATILPASNING.DK

41

meget stor forskel på en ’almindelig’ stormflod og noget, der måske sker hvert 150. år, så hvad skal vi bygge til? Og hvis vi pakker alle de store byer ind i diger, hvor skal naturen så være? Måske er der nogle huse i mindre kystnære byer, som vi ikke vil beskytte. Hvor går grænsen? Hvis man overlader beslutningerne til de lokale, får man diger overalt. Eller også bliver det sådan som i mange andre lande, at de fattige bor i de oversvømmel­ses­­­­­ truede områder,” siger Karsten Arnbjerg-Nielsen. Det er i dag let at udpege områder, hvor risikoen for oversvømmelse er for stor til, at man bør bygge boliger i området. Alternativt kan man konstruere huse, som er fuldstændig oversvømmelsessikre – hvis altså beboerne til enhver tid er sig risikoen bevidst og husker at lukke døre og vinduer. Men mange huse er blevet bygget alt for tæt ved havet eller på lavtliggende grunde uden tanke for risikoen for oversvømmelser. Det bør man efter Karsten Arnbjerg-Nielsens mening straks stoppe med, og så forestår der i øvrigt en stor politisk opgave med at beslutte, efter hvilke kriterier man vil sikre det eksisterende byggeri. Fra regnvand til havvand Selv arbejder han videre med nye typer af statistiske modeller, som forstår regnvejr på en bedre måde, ligesom han ser på nye naturbaserede metoder til at håndtere regnvandet i byerne. Og han inddrager nu ikke bare regnvand, men også havvand i sine modeller. ”Hvis vi holder Parisaftalen – og det er jo endda et stort spørgsmål – så ser vi ind i en fremtid, hvor vi kommer til at fordoble vores udgifter til regnvandsoversvømmelser. Men omkostningerne vil blive mere end hundrededoblede, når havvandet stiger. Det skal vi simpelthen forholde os til,” siger han. Årstidernes faste cyklus kan ændre sig dramatisk, og flere voldsomme hændelser kan komme samtidig. Der er nok af risikoscenarier at forholde sig til for en hydrolog: ”Vi taler meget om temperaturer i forbindelse med klimaændringerne, men det, der kommer til at påvirke os mest, er vandet.” K  a rst en A rn b j e rg-Ni e lse n , p rofe sso r, DTU M il jø , ka r n @ e nv. d t u . d k


42

G L O B A L O P VA R M N I N G

S AT E L L I T D ATA

DTU

HAVENE

STIGER HURTIGERE OG HURTIGERE

Tadea Veng har som studerende ved Geofysik og Rumteknologi på DTU Space udført et viden­ skabeligt arbej­ de, der har ført til en publiceret artikel i tidsskrif­ tet Advances in Space Research.

M  o rt en Ga rl y A n d ers en M  ika l Sc h l o s s er

DTU-studerende har påvist, at de globale havstigninger er accelereret de seneste årtier.

V

erdenshavene er gennemsnitligt steget omkring 3 mm om året siden begyndelsen af 1990’erne som følge af global opvarmning. Men det har været diskuteret en del blandt eksperter i bl.a. FN’s klimapanel, IPCC, hvor hurtigt det går fra år til år. Er stigningen konstant, eller går det hurtigere for hvert år? Beregninger udført af 25-årige Tadea Veng, som studerer Geofysik og Rumteknologi på DTU Space under vejledning af professor Ole Baltazar Andersen, har påvist, at stigningen accelererer. Med andre ord stiger verdenshavene hurtigere år for år. Resultatet fik Tadea Veng publiceret i det videnskabelige tidsskrift Advances in Space Research. Udnyttede europæiske satellitdata Accelerationen er beregnet til 0,1 mm/år2 i perioden 1991 til 2019 (helt præcist 0,095 mm/år2). Det indebærer, at hvis


DYNAMO

61

06

2 0

43

D T U

DET BLI’R TIL NOGET

56

03

19

DET BLI’R TIL NOGET

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

57

06

19

57

55

06

12

19

18

TEMA

BÆ RE DYGTIG VA NDFORSY NING TIL

STOP SULT:

FLYGTNINGELEJRE

AGTEN PÅ PROTEINER

Internet of Things kræver nyt netværk

DY NA MO S PØRGE R:

HVORNÅR FÅR VI PERSONLIG MEDICIN?

VI SP Ø RG E R KLI M A FO RSKE RE N :

Vindmøller på dybt vand

SÅDAN UNDGÅR VI BILKØERNE

GE NV INDING

VÆRDIFULDE STOFFER FRA SPILDEVAND

DTU – TEKNOLOGI FOR MENNESKER

59

12

19

SKAL VI DROPPE DE RØDE BØFFER?

TEMA

TRAFIKKEN STÅR STILLE

TEKNOLOGISK UDFORDRING

Er der mad nok til alle, når Jordens befolkning tæller ti mia. i 2050? Nu leder forskerne efter alternative kilder til proteiner.

DTU – TEKNOLOGI FOR MENNESKER

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

58

S TA R T U P U D V I K L E R

dragevindmøller M G O -SK A N DALE N

DERFOR GRÆD VÆGGENE

09

19

09

09

19

19

Ny teknologi til demente ældre SM A RT C I T I E S:

ENERGILAGRING I STEN VIRKER

DYNAMO SPØRGER:

Hvornår får vi en hushjælpsrobot?

Udfordringer er der masser af. DTU’s forskere arbejder på løsninger til bæredygtig produktion, genanvendelse og bortskaffelse af det uundværlige materiale.

ST UDE NTE R I N N OVAT I O N :

G ODE RE S U LTATE R:

60

03

20

KLIMAVENLIG ROSKILDE FESTIVAL

DTU – TEKNOLOGI FOR MENNESKER

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

61

06

20

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

03

6 61 0 03 6

60

20

20

O le Baltazar Andersen, professor, DTU Spa c e, o a @ s p a c e. d t u . d k

drug delivery i mikrokapsler

Verdens umættelige energibehov har ført til rekordhøjt udslip af CO2. Ny teknologi kan mindske det.

DTU – TEKNOLOGI FOR MENNESKER

Ny viden om plastik

DYNAMO SPØRGER OM

Sådan tøjler vi CO2-udslippet

KUNSTIG INTELLIGENS SÆNKER CO2-AFTRYK

TEMA

FORSKERE ØDELÆGGER BETONHUS

TEMA

Data inkluderer Arktis I modsætning til de amerikanske satellitter måler de europæiske satellitter også i det arktiske område. Derfor er der nu samlet set et mere dækkende billede af de globale havstigninger. ”Der har de seneste år været en del diskussion af accelerationen på grund af unøjagtigheder i målingerne fra den ældste af de amerikanske satellitter. Derfor er det vigtigt, at vi nu har påvist resultaterne med data fra europæiske satellitter. Accelerationen er en vigtig faktor, når fremtidens havstigninger skal modelleres. Eksempelvis fører den nuværende acceleration til mere end en fordobling af havstigningerne frem mod år 2100 i forhold til en lineær havstigning på 3 mm om året,” siger professor Ole Baltazar Andersen, der uddyber: ”Det er et vigtigt og meget brugbart bidrag til forskningen og for FN’s klimapanel, Tadea kommer med her. Det er et solidt stykke videnskabeligt arbejde, og det er også derfor, at Advances in Space Research har valgt at publicere det.” Med andre ord er der ingen tvivl om, at verdenshavene altså stiger, og at det er sket hurtigere og hurtigere set over de seneste 30 år. Samlet vurderes verdenshavene at være steget ca. 75 mm fra 1991 til 2019.

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

58

59

Ny lynhurtig test af fjerkræ TJE K A F MATE MATIS KE MODE LLE R:

havene eksempelvis steg 2 mm på et år i 2000, så ville den årlige stigning i 2010 være vokset til 3 mm og omkring 2020 til næsten 4 mm. Beregningerne er foretaget med udgangspunkt i data fra en række europæiske højdemålings-satellitter i kredsløb om Jorden, der omfatter Den Europæiske Rumorganisation ESA’s missioner ERS1, ERS2, Envisat og Cryosat. Resultaterne har Tadea Veng dernæst sammenlignet med beregninger baseret på data fra amerikanske satellitter, hvor accelerationen er beregnet til 0,084 mm/år2. ”Med udgangspunkt i data fra uafhængige europæiske satellitter er vi nået frem til den samme acceleration i havstigningen. Det gælder, både når vi ser på jorden som helhed, og når vi kigger på de enkelte havbassiner,” siger Tadea Veng.

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

Ny metode kan afsløre Alzheimers sygdom A B S O LUT BÆ RE DYGT I GH E D

NATURENS BÆREEVNE SOM MÅLESTOK TEMA

Fusionsenergi Hvad er de største udfordringer? Hvornår får vi verdens første fusionskraftværk? Hvor stor bliver ITER – verdens største fusionsreaktor? Hvorfor har DTU sin egen tokamak?

DYNAMO SPØRGER:

Er meget fisk meget sundt? E LE KT RO M AGN E T I S M E

H.C. ØRSTEDS FANTASTISKE OPDAGELSE

Data teleporteret mellem to mikrochips TEMA

FOSSILFRIE BRÆNDSTOFFER Hvordan kan vi fremstille flydende brændstoffer til fly, store skibe og lastbiler i en fossilfri fremtid?

CORONA-PANDEMI: FEM PROJEKTER, DER GØR EN FORSKEL DYNAMO SPØRGER:

Hvor mange satellitter er der plads til? DEPRESSION BEHANDLES MED MAGNETISK STIMULATION

FÅ DYNAMO TIL DØREN – HELT GRATIS

Hvis du ikke allerede er abonnent på Dynamo, eller hvis du kender nogen, der kunne tænke sig at få magasinet tilsendt, så husk, at det er ganske gratis. Send en mail med navn og arbejdseller privatadresse til dynamo@dtu.dk. Så lander magasinet i din postkasse eller på dit skrivebord fire gange om året.

Skriv til dynamo@dtu.dk – og få Dynamo tilsendt.


ZOOM

A N A C . L . M E N D E S

DYNAMO

61

06

20

Medicinudvikling Fotoet viser kulhydratbaserede nanopartikler, der er sat sammen med terapeutisk DNA og peptid. De tre elementer udgør en prototype for lægemiddelkandidat til behandling af leddegigt. Læs mere på side 4.

Profile for DTUdk

Dynamo nr 61  

Tema: Fossilfrie brændstoffer. Hvordan kan vi fremstille flydende brændstoffer til fly, store skibe og lastbiler i en fossilfri fremtid?

Dynamo nr 61  

Tema: Fossilfrie brændstoffer. Hvordan kan vi fremstille flydende brændstoffer til fly, store skibe og lastbiler i en fossilfri fremtid?

Profile for dtudk