Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Solens ljus skiner ned genom gröna trädkronor

Forskare lagrar solens energi som bränsle

Fotosyntesen är den heliga gralen i naturens förnybara energikretslopp. Nu har forskare hittat ett nytt sätt att härma växternas speciella energiproduktion på – en metod som kan producera miljövänligt bränsle enbart med hjälp av solen.

Shutterstock

Forskare har kämpat i åratal för att härma växternas förmåga att omvandla solljus till energi genom fotosyntesen eftersom det skulle innebära ett genombrott för den gröna omställningen.

Nu har forskare från elituniversitetet Cambridge i England hittat den hittills bästa lösningen på problemet.

Den nya uppfinningen är ett så kallat “fotoark”, som tar koldioxid, vatten och solljus och omvandlar dessa till syre och myrsyra, som i sin tur kan lagras som bränsle.

Dr. Qian Wang håller upp sitt fotoark framför kameran

Prototypen av fotoarket är endast fyra gånger fem centimeter, men kan enligt forskarna enkelt skalas upp till flera kvadratmeter och på så sätt ingå i större anläggningar (jämför med solfarmar).

© Cambridge University

Myrsyran kan användas som ett bränsle i sig – den är flytande och lätt att lagra och transportera – men den innehåller också väte och kan därför omvandlas till vätgas som därefter kan användas i bränslesceller i exempelvis vätgasbilar.

Efterliknar naturens fotosyntes

Vanlig fotosyntes fungerar ungefär på så sätt att växten omvandlar energi från solljuset, koldioxid från luften och vatten från jorden till syre och kemisk energi i form av kolhydratbaserad biomassa - sockerämnen - i växten.

Fotoarket fungerar på ungefär samma sätt, men den kemiska energin som kommer ut i andra änden består av myrsyra istället för kolhydrater.

Fotoarket består av en guldplatta på 20 kvadratcentimeter som är belagd med ett speciellt kemiskt pulver. Beläggningen fungerar som en fotokatalysator som reagerar med solljuset. Plattan är gjord av guld eftersom det stimulerar den katalyserande beläggningen.

När fotoarket ansluts till vatten och koldioxid och träffas av solens strålar producerar det myrsyra, som kan omvandlas till miljövänlig vätgas.

© Cambridge University

Guldplattan sänks ned i vatten och när solens ljus träffar den kemiska beläggningen sätts en fotokatalytisk process igång, där elektroner frigörs av ljusets fotoner. Det skapar fria radikaler – det vill säga instabila atomer – som reagerar med det tillgängliga vattnet och koldioxid tills endast syre och myrsyra återstår.

Myrsyran kan därefter köras genom ännu en katalytisk process som omvandlar syran till vätgas.

Så förvandlas myrsyran till bränsle och el:

Grafik av hur myrsyra omvandlas till el

Flytande myrsyra – formic acid eller CH2O2 – lagras i en tank och pumpas därifrån över till en så kallad reformer, där katalysatorn rutenium (en platinametall) omvandlar myrsyran till koldioxid och väte i gasform. Gaserna driver bränslesceller och producerar ström – medan restprodukten koldioxid kan återvinnas för att skapa ännu mer myrsyra. Det enda övriga restprodukten i processen är vatten.

© Laura Cipriano

Kan bli källa för miljövänlig vätgas

Vätgas har i dag svårt att konkurrera med batterier, vilket är det sätt som är det föredragna sättet att lagra miljövänlig energi på – bland annat eftersom vätgasproduktionen främst sker genom att naturgas omvandlas vid höga temperaturer. Processen kräver mycket energi och släpper ut stora mängder koldioxid.

Men potentialen är stor. För när vätgas omvandlas till el i en bränslescell är det enbart vatten som släpps ut.

Om det nya fotoarket kan göras så effektivt att det är värt att skala upp i massproduktion kan det bli ett genombrott för vätgasekonomin. Den artificiella fotosyntesen kräver nämligen endast solljus för att producera energi, som kan lagras som miljövänlig vätgas.

Läs också:

Solceller

Omvända solceller alstrar ström på natten

9 minuter
Energi

Innovation ger hopp om fusionskraft fem år i förväg

4 minuter
Atomkraft

Torium och salt ska ge energi under årtusenden

13 minuter

Logga in

Ogiltig e-postadress
Lösenord behövs
Visa Dölj

Redan prenumerant? Prenumererar du redan på tidningen? Klicka här

Ny användare? Få åtkomst nu!

Nollställ lösenord.

Skriv in din e-postadress, så skickar vi anvisningar om hur du återställer ditt lösenord.
Ogiltig e-postadress

Kontrollera din e-post

Vi har skickat ett e-postmeddelande till med instruktioner om hur du återställer ditt lösenord. Kontrollera ditt skräppostfilter om meddelandet inte har kommit.

Uppge nytt lösenord.

Skriv in ett nytt lösenord. Lösenordet måste ha minst 6 tecken. När du har upprättat ditt lösenord blir du ombedd att logga in.

Lösenord behövs
Visa Dölj