Sol och vatten ska ge bränslet

av Pelle Oskarsson
Tänk om man kunde tillverka ett bränsle utifrån bara vatten och solljus. Det låter som något hämtat ut en science fiction-roman. Men på avdelningen för Kemisk Fysik på Chalmers försöker man göra precis detta.
Sol och vatten ger morgondagens bränsle
- Systemet fungerar redan på laboratoriestadiet. Utmaningen är att konstruera resurssnåla och billiga lösningar, säger Igor Zoric, professor vid Chalmers. Foto: Jan-Olof Yxell, Chalmers

Att vatten genom elektrolys kan splittras upp till knallgas (vätgas) och syre minns många säkert från kemilektionen på högstadiet. Vätgas innehåller mycket energi och skulle kunna vara ett utmärkt, miljövänligt bränsle i många sammanhang.

Men för att kunna sönderdela vatten och få fram vätgas måste man tillföra mycket energi. Forskare vid Chalmers försöker nu utveckla en ny elektrolysmetod där man utnyttjar energi från solen.

– Om vi kan använda solljus som en del av ingångsenergin för att splittra upp vattenmolekylerna finns det möjlighet att producera stora mängder bränsle betydligt billigare och miljövänligare än tidigare, säger Igor Zoric, professor i kemisk fysik på Chalmers. 

Hjälp av nanopartiklar

Igor Zorics forskning går ut på att ta hjälp av nanopartiklar och deras optiska, elektroniska och katalytiska egenskaper. En metod som Zoric och hans forskarkollegor studerar handlar om att fånga in solljus i en ultratunn film av järnoxid placerad i en fotoelektrokemisk cell. 

En nyckel för att uppnå hög effektivitet och låga kostnader är att jobba med en järnoxidfilm som är tusentals gånger tunnare än ett vanligt papper men som är ”kryddad” med metalliska nanopartiklar som fångar in ljus mycket effektivt.   

– Metallfilmen i våra system är bara 20-30 atomlager tjock. Men det innebär också att den är så tunn att den släpper igenom väldigt mycket ljus. För att lösa det problemet kryddar vi den med guldnanopartiklar som är bra på att fånga in ljus och skapar ett starkt elektriskt fält som förstärker ljusfältet i metallfilmen.  Det i sin tur leder till att fler laddade partiklar produceras  och hjälper till att splittra upp vattenmolekylerna, säger Igor Zoric. 

Fortsatt utveckling

– Systemet fungerar redan på laboratoriestadiet. Utmaningen är att konstruera resurssnåla och billiga lösningar samtidigt som vi ökar effektiviteten och verkningsgraden till en nivå som kan bli ekonomiskt konkurrenskraftig. 

Förutom att vätgas kan användas i bränsleceller forskar man också kring olika metoder för att använda vätgasen i ytterligare ett steg där den kan reagera med koldioxid och producera metanol. Fördelen skulle vara att metanol är enklare att lagra och hantera än vätgas som måste lagras och transporteras under högt tryck eller vid en mycket låg temperatur.

av Pelle Oskarsson

Vad tycker du? Kommentera :

Extrakts kommentarsfält är modererat. Vi förbehåller oss rätten att radera eller beskära poster som till exempel innehåller reklam, personangrepp, rasistiskt eller sexistisk innehåll, alternativt länkar till sidor där sådant innehåll förekommer.

Vi håller dig uppdaterad!

Kunskapen, idéerna & de nya lösningarna för ett hållbart samhälle. Prenumerera på Extrakts nyhetsbrev.

Vi håller dig uppdaterad!

Kunskapen, idéerna & de nya lösningarna för ett hållbart samhälle. Prenumerera på Extrakts nyhetsbrev.