Atóm og tenging þeirra í hinum ýmsu efnum er grundvöllur þess efnisheims sem við búum í. Öll erum við úr atómum og sama má segja um loftið sem við öndum að okkur og efnin sem við nýtum í náttúrunni. Líf okkar byggist á hinum ýmsu efnahvörfum þar sem atómin enduruppraðast. Flest efnahvörf sem við reiðum okkur á geta þó ekki orðið nema með hjálp tiltekinna efna sem kölluð eru efnahvatar. Hannes Jónsson, prófessor í efnafræði, rannsakar ýmiss konar efnahvata.
„Ég og samstarfsmenn mínir, þeir Egill Skúlason og Ragnar Björnsson, vinnum nú að rannsókn sem felur í sér tölvureikninga til að meta það hvort efnahvatar, sem að mestu eru gerðir úr kolefni og innihalda einungis örlítið af öðrum frumefnum, geta nýst í ýmsum mikilvægum efnahvörfum. Þar á ég við afoxun súrefnis í efnarafölum, afoxun koltvísýrings til að mynda metan og annað eldsneyti og afoxun niturs til að mynda ammóníak og þar með áburð. Í dag eru þessi og svipuð efnaferli hvötuð með dýrum málmum, svo sem platínu, kopar og rúþeníum sem eru fágætir og í höndum fárra,“ segir Hannes og bendir á að Evrópusambandið hafi lýst því yfir að ein mikilvægasta áskorunin fyrir framtíðina sé að finna efnahvata sem ekki innihaldi fágæta málma.
Kveikjan að verkefninu, að sögn Hannesar, voru tilraunaniðurstöður sem bentu til þess að grafín, sem er lag af kolefnisatómum, þar sem hluta af kolefnisatómunum hafði verið skipt út fyrir köfnunarefnisatóm, hafi ótrúlega mikla virkni fyrir afoxun súrefnis. „Aðferðafræði sem við höfum þróað á undanförnum árum nýtist vel til kennilegra rannsókna á virkni efnahvata og hér var komin mjög áhugaverð ný hugmynd sem kallaði á nýja hugsun á þessu sviði. Við getum gert reikninga sem varpa ljósi á það hvers vegna þessir efnahvatar virka vel og einnig hjálpað til við að leita að enn betri efnahvötum af þessari gerð. Við getum með reikningunum kannað mun fleiri kerfi á skilvirkan hátt, svo sem kolefnisrör af ýmsum gerðum, á meðan tilraunarannsóknirnar eru tímafrekari og kostnaðarsamari,“ segir hann.
Hannes segir ýmsa rannsóknahópa erlendis vinna að sams konar reikningum og það gefi tækifæri á samanburði útreikninga. „Það er ljóst að það er ekki auðvelt að gera reikningana fyrir nægjanlega stórt kerfi og á sama tíma með nægjanlega mikilli nákvæmni en við erum að nálgast það markmið,“ segir hann.
Hannes undirstrikar að verkefnið sé ærið en að þessi nýstárlega gerð efnahvata kalli á nýja hugsun og nýjar kenningar á sviði efnahvötunar. „Nýir efnahvatar eru lykillinn að sjálfbærni í framtíðinni. Ef hægt er að nota efnahvata sem að mestu eru gerðir úr kolefni í stað hliðarmálma þá væri það stórt skref í átt að sjálfbærni og lægri framleiðslukostnaði,“ bætir hann við.