Viktigt genombrott för förnyelsebara energikällor
Forskare vid kemiinstitutionen på KTH har lyckats konstruera en molekylär katalysator som kan oxidera vatten till syrgas mycket snabbt. Faktum är att KTH-forskarna för första gången har kommit upp i hastigheter som liknar de i naturens egen fotosyntes, något som samtidigt är världsrekord. Forskningsresultatet spelar en avgörande roll för framtida användning av solenergi och andra förnyelsebara energikällor vilket är högintressant då bensinpriset också det hela tiden når nya rekordnivåer.
Forskare över hela världen, till exempel i USA, Japan och EU, har i mer än 30 år fokuserat på att förfina en konstgjord fotosyntes. Resultaten har varit varierande, men framför allt så har forskarna inte lyckats skapa en tillräckligt snabb soldriven katalysator för oxidation av vatten.
– Just hastigheten har varit huvudproblemet, själva flaskhalsen, när det gäller att skapa den perfekta konstgjorda fotosyntesen, säger Licheng Sun, professor i organisk kemi vid KTH.
Men nu har han tillsammans med andra forskarkollegor imiterat den naturliga fotosyntesen och därigenom lyckats skapa en molekylär katalysator som är rekordsnabb. Hastigheten med vilken den naturliga fotosyntesen gör sitt jobb anges i mätetalet 100 till 400 utbyten per sekund. KTH-forskarna har uppnått över 300 utbyten per sekund med sin konstgjorda fotosyntes.
– Det är definitivt världsrekord, och ett genombrott när det gäller molekylär katalysator i konstgjord fotosyntes, säger Licheng Sun.
Att KTH-forskarna nu är nära naturens egen fotosyntes i hastighet öppnar upp många nya möjligheter, speciellt för förnyelsebara energikällor.
– Snabbheten ger framtida möjligheter att skapa stora vätgasproduktionsanläggningar i Sahara som har mycket sol. Eller uppnå långt mer effektiv solenergiomvandling till el via kombinationen med traditionella solceller än vad som är möjligt idag, säger Licheng Sun.
Han lyfter problemet med bensinpriset som hela tiden skjuter i höjden, för framstegen med de snabba molekylära katalysatorerna kan i sin tur ligga till grund för flera viktiga saker. Dels möjliggör det användandet av solljus för att omvandla koldioxid till olika bränslen, t.ex. metanol, dels kan man skapa teknik som direkt kan omvandla solenergi till vätgas. Licheng Sun tillägger att han och forskarkollegorna jobbar hårt och forskar intensivt för tekniken ska bli billig.
– Jag är övertygad om att det inom tio år ska gå att producera teknik som bygger på denna typ av forskning och som är tillräckligt billig och därför kan konkurrera med kolbaserade bränslen. Det är för övrigt inte för inte som Barack Obama satsar miljarder dollar på den här typen av forskning, säger Licheng Sun.
Han har forskat på området i nästan tjugo år, varav mer än hälften av tiden på KTH, och tillägger att han och många forskare med honom ser effektiva katalysatorer för oxidation av vatten som mycket viktiga för att lösa solenergifrågan.
– När det gäller förnyelsebara energikällor är användandet av solen en av de bästa vägarna att gå, säger Licheng Sun.
Forskningsresultatet är av sådan dignitet att det precis rönt uppmärksamhet i den vetenskapliga tidskriften Nature Chemistry.
Finanisering av forskningen har Licheng Sun och hans forskarkollegor fått via Wallenbergstiftelsen och Energimyndigheten. De samarbetar med forskare vid Uppsala universitet och Stockholms universitet, samt driver tillsammans med professor Lars Kloo på KTH ett gemensamt forskningscenter mellan KTH och Dalian University of Technology (DUT) i Kina.
