Urednik me upozorio na članak iz Jutarnjeg lista od 25. lipnja u kojem autor Ivan Fischer prenosi i komentira vijest kako je španjolska tvrtka SUN-to-LIQUID izgradila postrojenje za proizvodnju avionskog goriva (kerozina) – iz sunca, vode i zraka. To će postrojenje, projektirano kao pokusno, proizvoditi dnevno 1000 barela (160 m³) avionskog te još 850 barela (136 m³) drugog goriva Sunčevom snagom od 200 do 300 MW. Prva asocijacija? Fischer. Ali ne novinar Fischer, koji je napisao taj članak, nego kemičar Fischer – no to je duga priča.

Priča počinje s time da Njemačka nema svoje izvore nafte i zemnog plina, no ima vrlo bogata nalazišta vrlo kvalitetnog ugljena u Ruhrskoj oblasti (na temelju kojih je i podigla svoju tešku industriju). Stoga je pitanje može li se ugljen pretvoriti u naftu postalo presudno pitanje za njemačke kemičare – i evo kako su ga riješili.

Kroz ugljen se može propuhivati zrak. U tom se slučaju dobiva „gradski plin“, ugljikov monoksid, CO. No umjesto zraka (ili kisika) preko užarenog ugljena može se prevoditi i vodena para. U tom se slučaju dobiva „vodeni plin“, plin promjenjiva sastava. Konkretno, ako je temperatura niža od 1200 ^oC, dobiva se smjesa vodika i ugljikova dioksida, no ako je viša od 1200 ^oC dobiva se smjesa vodika i ugljikova monoksida.

Upravo iz ove posljednje plinske smjese, smjese ugljikova monoksida i vodika, njemački kemičari Franz Fischer i Hans Tropsch uspjeli su 1925. sintetizirati smjesu ugljikovodika, a potom ih odvojiti na frakcije: benzin, plinsko ulje (dizel), parafin te gorivni plin. Smjesu plinova koju su uvodili u svoj reaktor nazvali su sasvim prikladno Synthesegas (plin za sintezu), no Synthesegas nije njihov izum nego je to reaktor u kojem se događa njegova pretvorba u ugljikovodike.

Tajna reaktora je pak bila u katalizatoru, nimalo jednostavnoj smjesi spojeva željeza, nikla i kobalta, uz tragove bakrovih, manganovih i torijevih spojeva. O točnom sastavu katalizatora te o uvjetima reakcije (tlak, temperatura) ovisilo je i što će se na kraju dobiti. Iz kubičnog metra plina za sintezu moglo se obično proizvesti 110 – 120 grama korisnih produkata (tipično 62 % benzina, 26 % dizela, 2 % parafina te 10 % gorivnog plina).  

Ti su tekući produkti postali i te kako važni Njemačkoj na kraju Drugoga svjetskog rata nakon gubitka izvora nafte u Rumunjskoj. Zbog tog bi gubitka cijeli ratni stroj stao – da se gorivo za tenkove i avione već nije proizvodilo iz ugljena.

I tako dolazimo do današnjeg doba. Proizvoditi gorivo (ugljikovodike) iz ugljena nema smisla, ni u smislu ekonomije ni u smislu ekologije. No to ne znači da nema smisla ni postupak dvojice njemačkih kemičara. Zahvaljujući Fischer-Tropschovom postupku gorivo se može proizvesti praktički iz svega. Svaki se ugljen može pretvoriti u plin za sintezu, pa bio to drveni ugljen (dobiven karbonizacijom drva) ili ugljen dobiven karbonizacijom gradskog otpada. No ne samo iz ugljena.

Proizvodnja plina za sintezu tvrtke SUN-to-LIQUID, o kojoj je u ovom članku riječ, temelji se na njegovoj izravnoj sintezi iz smjese ugljikova dioksida i vodene pare žarenjem u Sunčevoj peći. Trik je (opet) u katalizatoru, cerijevom dioksidu (CeO₂), koji pri nižoj temperaturi (1000 ^oC) preuzima kisik iz plinske smjese da bi ga pri višoj (1500 ^oC) otpustio i tako se regenerirao. Riječ je o tehnologiji razvijenoj u okviru europskog znanstvenog projekta SOLAR-JET.

U posao su se  uključili i Nijemci, pioniri tehnologije pretvaranja smjese CO i H₂ u ugljikovodike. Koordinator projekta je naime neprofitna udruga Bauhaus Luftfahrt, iza koje stoje tvrtke Airbus,  proizvođači zrakoplovnih motora MTU, no i bavarsko Ministarstvo gospodarstva i tehnologije, uz mnoge druge suradne tvrke s njemačke i španjolske strane (proizvođač solarnih elektrana Abengoa) no i iz drugih europskih zemalja (Švicarske i Nizozemske).

Kemija sve može, no može li i kemijska tehnologija? To govorim zato što tehnolog ne treba misliti samo o tome je li kemijski proces moguć, nego i je li isplativ. Kao hladan tuš djeluje podatak da se postupkom tvrtke SUN-to-LIQUID samo 10 % Sunčeve energije pretvara u energiju goriva, iako se može računati i na 20 % u većem pogonu. No opet, ne treba zaboraviti da je izvorni Fischer-Tropschov postupak pretvarao oko 50 % plina za sintezu u ugljikovodike, te da je trebalo utrošiti dosta energije za uplinjavanje ugljena. Stoga će na to hoće li ili neće zaživjeti postupak za pretvaranje ugljikova dioksida Sunčevom eneregijom u gorivo za zrakoplove utjecati mnogo toga, a prije svega koliko ćemo biti spremni platiti za energetiku bez emisije CO₂  – baš kao što je Njemačka na kraju rata bila spremna platiti svaku cijenu za gorivo dobiveno iz ruhrskog ugljena.

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je doktor prirodnih znanosti iz područja kemije, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju. Do umirovljenja radio je u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI)  baveći se bioanorganskom i teorijskom (računalnom) kemijom. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti surađujući u mnogim časopisima i revijama (Priroda, ABC tehnike, Čovjek i svemir, Modra lasta, Smib, Fokus). Napisao je više od dvije tisuće znanstveno-popularnih članaka, 13 znanstveno-popularnih knjiga te u koautorstvu dva sveučilišna udžbenika iz područja dizajniranja lijekova. Sada piše za mrežne stranice  Zg-magazina te za časopis Čovjek i svemir te, naravno, za BUG online. U časopisu Kemija u industriji je stalni komentator te  urednik rubrike „Kemija u nastavi“. Godine 2003. dodijeljena mu je Državna godišnja nagrada za promidžbu i popularizaciju znanosti.