Årligt bruger industrien enorme summer på at sikre sig mod CO-forgiftninger. For CO er lugtfri, farve- og smagsløst og ekstremt giftigt for levende væsner.

Anvendelsesmuligheder for CO er i dag omfattende. For eksempel i den kemiske industri, hvor kulilte (CO) bruges til fremstilling af aldehyder og i den amerikanske fødevareindustri, hvor CO bruges i forbindelse med kunstig atmosfære til indpakning af fødevare, især kød.

Men CO er også yderst anvendeligt i andre sammenhænge, hvor det indgår i mange specialiserede kemiske processer. For eksempel benytter kemikerne sig af CO, når der skal opbygges større organiske molekyler.

Der er derfor brug for omfattende og kostbart udstyr til opbevaring, detektering af CO og udførsel af reaktioner med CO.

Forskere ved Aarhus Universitet har nu udviklet en metode, hvor CO kan frigives fra et harmløst pulver. Det giver en lang række muligheder for at bruge CO i forskellige kemiske processer.

»For eksempel kan vi ved at benytte forskellige kulstofisotoper, udvikle stoffer som kan bruges i udviklingen af medicin,« fortæller professor Troels Skrydstrup fra Kemisk Institut på Aarhus Universitet.

Man kan nemlig vælge at fremstille pulveret af de fire forskellige kulstofisotoper som optræder naturligt, C11, C12, C13 og C14, hvoraf de to er radioaktive. Hver af dem kan bruges i forskellige sammenhænge. For eksempel kan CO, hvor kulstofatomet er C13 bruges til MR-scanning. CO med C11 kan bruges i forskellige scanningsmetoder, hvor der er brug for et kontraststof og CO med C14 kan benyttes i studier af medicins passage og nedbrydning i kroppen.

Selve fremstillingen af CO-pulveret foregår ved at lade naturligt CO2 indgå i en række kemiske reaktioner. I en af reaktionerne dannes der syreklorid ved at fjerne et af iltatomerne og erstatte dem med et klor-atom. Til sidst ender man med et ufarligt pulver, som igen kan omdannes til CO.

Nøjagtig dosering af CO
Når CO skal frigøres igen, bruger forskerne et tokammersystem, hvor CO frigøres fra pulveret i det ene kammer, og derefter overføres til et reaktionskammer, hvor det for eksempel bliver sat ind i et organisk molekyle. Det lukkede system gør det langt nemmere og billigere at arbejde med end i dag, hvor gassen skal opbevares under højt tryk og med specielle CO-detektorer installeret.

»Faktisk kan vi kontrollere produktionen af CO så præcist, at vi kan stoppe den igen. Det skyldes, at processen også har brug for en amin-base for at kunne forløbe. Hvis vi fjerner den, stopper processen,« forklarer Troels Skrydstrup. Amin-basen er også et ufarligt pulver.

Nobelpris som grundlag
Når CO skal inkorporeres i organiske molekyler, benytter forskerne en metode, som blev udviklet i 1970’erne og belønnet med Nobelprisen i 2010. Det sker ved at benytte palladium som katalysator. Det smarte ved den proces er, at når to kulstofatomer mødes, så vil der normalt ikke være nogen grund til at de reagerer med hinanden, men hvis der er palladium til stede, så vil de binde sig til metaller og derefter binde sig sammen.

Når et CO-molekyle tilføjes et organisk molekyle, er det ikke bare et ekstra kulstofatom, man tilføjer. Det ekstra iltatom gør molekylet særdeles anvendeligt til at udvikle en lang række molekyler, som normalt er svære at fremstille:

»For eksempel vil vi kunne indføre den radioaktive kulstof-isotop langt senere i processen end det er muligt i dag. Det vil gøre fremstillingsprocessen mindre kompliceret og dermed billigere end i dag,« forklarer Troels Skrydstrup.

Resultaterne er offentliggjort i ”Journal of the American Chemical Society (JACS) og forskerne har i samarbejde med Aarhus Universitet søgt patent på både processen og udstyret , som bruges til at frigive CO. De håber nu på at kunne skabe en virksomhed inden for håndtering af kulilte-baseret processer.

Forskere gør livsfarlig gas til harmløst pulver from Science Media Lab on Vimeo.