Artificiell fotosyntes – bränsle av sol och vatten
På en timme strålar solen in mer energi till jorden än vad mänskligheten förbrukar under ett helt år. Om vi kan lära oss att samla upp och utnyttja bara en bråkdel av den energin kan lösningen på framtidens energiförsörjningsproblem vara inom räckhåll.
Växterna utnyttjar solenergi för att skapa sitt eget bränsle. Processen – fotosyntesen – står modell för forskningen med det slutgiltiga målet att göra ett bränsle, tex vätgas, av solenergi och vatten. En viktig komponent i artificiell fotosyntes är fotosensiteraren, vars uppgift är att härma klorofyllet i den naturliga fotosyntesen. Fotosensiteraren ska alltså fånga in energin i solljuset och omvandla den till kemisk energi, som sedan kan utnyttjas för att göra ett bränsle. För att härma klorofyllet används olika komplex av metallen rutenium.
Maria Abrahamsson har i sitt avhandlingsarbete fokuserat på att studera och förbättra de kritiska egenskaperna hos ruteniumkomplex som fotosensiterare. För att ruteniumkomplexen ska fungera krävs att de är stabila, att de absorberar mycket synligt ljus, och att de högenergetiska tillstånd som bildas när ljuset tas upp är tillräckligt långlivade för att de övriga önskade reaktionerna ska hinna ske. I avhandlingen presenteras ett antal nya molekyler med väsentligt förbättrade egenskaper, framför allt när det gäller livslängden hos de högenergetiska tillstånden. I första steget förlängdes livslängden ca 50 gånger, från 0.25 till 15 nanosekunder, (1 nanosekund=0.000000001 sekund). Genom en kombination av experiment och teori har Maria Abrahamsson lyckats åstadkomma ytterligare förbättringar; i andra steget upp till 800 ns (0.000 000 8 s) och som bästa resultat lyckades hon skapa en molekyl vars högenergetiska tillstånd är stabilt i 5 mikrosekunder (0.000 005 s), vilket betyder att livslängden har förlängts ca 20 000 gånger jämfört med ursprungskomplexet. Det nya ruteniumkomplexet har dessutom många andra goda egenskaper vilket gör att nästa steg i forskningen kan bli att gå vidare och bygga supramolekylära system där flera andra steg i den naturliga fotosyntesen ska härmas.
Kontaktinformation
För mer information, kontakta Maria Abrahamsson på 070-214 92 47 eller e-post: Maria.Abrahamsson@fotomol.uu.se
