I labben finns det fossilfria

Övergången till fossilfrihet går inte över en natt, men den kan gå betydligt snabbare än nu. Tekniken finns och är i många fall även ute på marknaden eller på väg ut. I Linköpings universitets laboratorier finns hopp för framtiden.

Mikhail Vagin och Penghui Ding arbetar i laboratoriet. LiU-forskare har tagit fram ett organiskt batteri som kan laddas med sol- och vindenergi. Här forskningsingenjören Mikhail Vagin och doktoranden Penghui Ding vid Laboratoriet för organisk elektronik. Thor Balkhed

– Alla är ense om att vi inte vill ha fossila bränslen, men vi lägger tyvärr inte ner resurser på alternativen. Vi konsumerar 160 000 TWh i världen i dag, där det mesta, över 80 procent, inte alls är grönt. Stänger vi ner fossilberoendet nu leder det till katastrof, vi måste behålla kolet ett tag till för att inte få för stora mänskliga konsekvenser, säger Xavier Crispin, professor i organisk elektronik vid Laboratoriet för organisk elektronik.

Enligt prognoserna i World Energi Outlook för 2020 är det också oklart om den pågående pandemin gör att trenden med en snabb ökning av förnyelsebara bränslen och elproduktion kommer att hålla i sig eller inte. I en positiv prognos, som bygger på dagens politiska landskap, hamnar andelen kol i energisystemet under 20 procent först år 2040.

Xavier Crispin har räknat fram att med dagens solcellsteknik, med en verkningsgrad på ungefär 20 procent, behövs solceller på en yta motsvarande 240 000 km2 för att täcka världens behov, lite mer än halva Sveriges yta. Skulle det vara möjligt?

– Ja, hävdar han, men det behövs massor av material för att ta hand om solenergin och det krävs en omställning i samhället.

Organiska batterier

Solceller i mängd behövs, helst de organiska som är mest miljövänliga och till det organiska batterier som lagrar sol- och vindenergi och fördelar belastningen i elnäten över dygnets timmar. Tekniken finns: på Ligna Energy i Norrköping, ett avknoppningsföretag från Laboratoriet för organisk elektronik, tillverkas i dag batterier på rulle i en tryckpress. Batterierna består av råvaror från skogen, cellulosa och lignin. De har ungefär samma effektivitet som dagens bilbatterier, men de kan laddas och laddas ur minst 5000 gånger och de kan brännas när de tjänat ut eftersom de bara består av naturliga råvaror.

Nyligen har även forskare vid Laboratoriet för organisk elektronik tagit fram och patenterat ett helt organiskt så kallat flödesbatteri, visserligen ganska stort, men vattenbaserat, säkert och uppladdningsbart hur många gånger som helst. Perfekt att ladda med sol eller vindenergi och använda som ett extrabatteri (powerbank) till elbilen.

Tryckta solceller

Olle Inganäs, professor emeritusRedan nu finns solceller på rulle som skördar energi från inomhusljus för att driva sensorer och annat i hemmet. Bakom tekniken ligger Olle Inganäs.
Foto Thor Balkhed
Även solceller kan tillverkas på rulle i en tryckpress. Här är det ett annat avknoppningsföretag från Linköpings universitet, Epishine i Linköping, som ligger långt fram. Första produkten är solceller som skördar energi från inomhusljus och som driver sensorer och andra småprylar i hemmet. Men målet är högre ställt än så. Solcellerna kan tryckas över stora ytor, i olika färger och placeras i fönster och på husfasader. Bakom den tekniken står Olle Inganäs, professor emeritus i organisk elektronik och en av områdets verkliga pionjärer.

– Kunde vi få samma budget för forskning om organiska solceller som de har för marknadsföring av bilar i södra Italien skulle vi komma en bra bit framåt för att lösa världens energiproblem, hävdar han.

Miljövänligt bränsle

I laboratoriet för organisk elektronik pågår även forskning för att hitta nya och miljövänliga bränslen för bränsleceller exempelvis. Den vätgas som används i bränsleceller i dag kommer till 96 procent från icke förnybara källor. Forskargrupper vid Campus Valla har liknande satsningar på gång, där exempelvis en forskargrupp under ledning av universitetslektor Jianwu Sun använder solenergin för att omvandla koldioxid och vatten till bränsle.

Längre in i framtiden kanske vi kan använda växter som energilager? Även den forskningen under ledning av biträdande universitetslektor Eleni Stavrinidou, Laboratoriet för organisk elektronik, har tagit stora steg framåt.

I en nära framtid kommer också den forskning som bedrivs inom den traditionella kiselbaserade elektroniken att göra avtryck i vår vardag. Professor Atila Alvandpour och hans grupp vid Institutionen för systemteknik har till exempel tagit fram små elektroniska kretsar som drivs av energi de skördar i sin omgivning. Kretsarna används exempelvis i pacemakers som laddas av energi från hjärtat slag och i andra medicinska implantat där batteribyte inte är möjligt, eller ställer till stora problem.

Summa summarum: släpp forskningen loss, med målet att bättre ta tillvara all den förnyelsebara energi vi har runt omkring oss. Stora och små energibidrag, alla behövs de för att bygga en alltmer hållbar värld.

KontaktVisa/dölj innehåll

Forskning i fokusVisa/dölj innehåll

Mer LiU-forskning om hållbar utveckling

En artikel från LiU magasin nr 3 2020Visa/dölj innehåll

Senaste nytt från LiUVisa/dölj innehåll