Kanske kan vätgas från solenergi tillverkas utan bristmetallen platina? Chalmersforskare använder istället minimala partiklar av elektriskt ledande plast. Dock med dyr C-vitamin som hjälpkemikalie.
Nästa steg är att utveckla material som klarar fullständig vattenspjälkning utan tillsatser, med endast solljus som energikälla.
 |
| Ergang Wang |
– Det arbetet kommer att ta några år, men vi tror att vi är på rätt väg, säger forskningsledaren Ergang Wang, professor vid institutionen för kemi och kemiteknik vid Chalmers.
Många hoppas att vätgas kommer att spela en roll vid omställningen till förnybar energi. En av utmaningarna är att den dyra ädelmetallen platina används som hjälpkatalysator i den kemiska process där vätgas framställs ur vatten med hjälp av solenergi.
 |
| Alexandre Holmes |
– Genom smart materialdesign har vi nu lyckats åstadkomma effektiv fotokatalys till en mycket lägre kostnad, säger Chalmersforskaren Alexandre Holmes.
– Resultaten visar till och med att tekniken kan prestera bättre än dagens platinabaserade system.
Arbetet för att lösa knäckfrågan med platinan har pågått under flera år i professor Ergang Wangs forskargrupp på Chalmers.
Hemligheten bakom den nya tekniken är materialdesign av den elektriskt ledande plast som används i produktionen. Plasten, som går under samlingsnamnet konjugerade polymerer, tar upp ljus mycket effektivt, men fungerar sämre i vatten. Genom att justera materialegenskaperna på molekylnivå har forskarna gett plasten mer vattenvänliga egenskaper.
Forskarna har också utvecklat ett sätt att skapa plastnanopartiklar som samspelar bättre med vatten så att den kemiska processen blir effektiv.
– Genom att partiklarna inte binder så hårt till varandra förbättras förutsättningarna för vätgasproduktionen, berättar Alexandre Holmes.
I reaktorn på kemilabbet på Chalmers går det att se med blotta ögat hur vätgasen effektivt bildas med hjälp av fotokatalys. När en lampa med starkt ljus, som efterliknar solens strålar, riktas mot vattenbägaren med nanopartiklarna börjar små bubblor av vätgas nästan omedelbart färdas upp genom vattnet. De leds via rör till en vätgasbehållare och mängden producerad gas går att läsa av i realtid.
– Med hjälp av så lite som ett gram av polymermaterialet kan vi tillverka 30 liter vätgas på en timme, säger Alexandre Holmes.
Studien publiceras i tidskriften Advanced Materials. Läs mer om studien och bakgrunden här (länk).
Forskningen har finansierats av Vetenskapsrådet, Formas, Energimyndigheten och Wallenbergstiftelserna.
FOTOGRAFER: Mia Halleröd Palmgren, Anna-Lena Lundqvist, Chalmers