Nya innovativa material kommer spela en nyckelroll i en global klimat- och energiomställning

Nya innovativa material kommer att spela en nyckelroll i den globala klimat- och energiomställningen. Det säger Xavier Crispin, professor i organisk elektronik och verksam vid Laboratoriet för organisk elektronik (LOE) vid Linköpings universitet. Detta kommer lyftas på Lunchklubben den 25 april.

Xavier Crispin. Xavier Crispin

Vid LOE pågår flera lovande forskningsprojekt inom, bland annat inom energilagring, “sakernas internet” och ny innovativ medicinteknik.

Budskapet från FN:s klimatpanel IPCC är glasklart - för att undvika en regelrätt katastrof behöver tempot i klimatarbetet öka rejält. Framförallt måste dagens beroende av fossila energikällor brytas och ersättas med klimatsmarta alternativ,  såsom sol- och vindkraft. 

Den goda nyheten är att förutsättningarna för att ställa om energisystemet aldrig har varit bättre än i dag. Tack vare en snabb teknikutveckling och ökad konkurrens har priset på sol- och vindkraft sjunkit rekordsnabbt och är i många fall redan billigare än konventionella och klimatskadliga energikällor som kol och gas. 
Dessutom är tillgången till förnybar energi närmast obegränsad. De solstrålar som varje dag når jorden är tillräckliga för att tillgodose det globala elbehovet flera tusen gånger om, konstaterar Xavier Crispin. 
Kruxet är dock att el i princip måste förbrukas i samma ögonblick som den produceras - något som utgör ett rejält hinder i energiomställningen. 

Det är helt enkelt svårt att parera svängningarna i utbud och efterfrågan när en allt större andel av elproduktion kommer från väderberoende energislag. Förutom utmaningen att hålla elnätet i balans måste det också till lösningar för att säkerställa tillgången till el även efter att solen gått ned och vinden mojnat.

För att kunna utnyttja den förnybara energin behövs alltså ett sätt att lagra energi på ett bra sätt.

-Det finns redan mängd olika lösningar för att lagra energi. Problemet är att det hittills är att det hittills varit alltför dyrt och krångligt. Dessutom kräver konventionell batteriteknik kräver stora mängder sällsynta och svårtillgängliga metaller och mineraler. Förutom höga kostnader medför detta också en mängd miljö- och hälsorisker som måste hanteras, fortsätter Xavier Crispin. 

Anledningen till att det ännu inte finns några riktigt stora batterilager i drift är just att det inte går att räkna hem de investeringar som krävs. 

Energiutmaningens lösning kan finnas i skogen

Xavier Crispin hyser dock goda förhoppningar om lösa energilagringsproblematiken genom så kallade biobatterier. 

Redan för några år sedan nådde forskarna vid LOE ett stort genombrott som fått stor internationell uppmärksamhet och belönades med ett pris vid klimattoppmötet i Glasgow förra året. 

Till skillnad mot konventionella batterier krävs inga sällsynta eller miljöfarliga metaller. Tvärtom bygger tekniken på något så lättillgängligt och jordnära som skogsråvaran lignin, berättar Xavier Crispin.

Rent tekniskt bygger tekniken på en positiv elektrod bestående av kol och lignin, medan den andra sidan består av en annan organisk polymer och kol.

-Genom biobatterier vill vi göra energilagring superbilligt, supersäkert och supergrönt. 

Redan i dag har tekniken bakom ligninbaserade batteriet nått en kommersiell fas där tekniken används för att framställa billiga och miljövänliga minibatterier i konventionella tryckpressar. 

Förhoppningen nu är att utveckla tekniken ytterligare för att öka energitätheten och stärka biobatteriets konkurrenskraftig ytterligare. 

Solpaneler och termoelektriska material

Xavier Crispin har också arbetat med att utveckla en ny typ av plastbaserade solceller. Målet har varit att hitta en ny teknik för att bättre kunna tillvarata energin genom också att utnyttja de osynliga infraröda strålarna i solljuset - något som skulle leda till en fördubblad verkningsgrad jämfört med konventionella, kiselbaserade solceller. 

Ett annat högaktuellt forskningsområde handlar om termoelektriska material, det vill säga innovativa material som har förmågan att omvandla värme till elektricitet. 

-I sin enklaste form kan det handla om att driva elektroniska sensorer och annan utrustning i en industriell processanläggning genom att ta tillvara på spillvärme.  Ett annat konkret småskaligt exempel är att utnyttja kroppsvärmen från handleden för att driva ett armbandsur.  

På sikt skulle tekniken kunna användas till att klä in husfasader med termodynamiskt specialmaterial, exempelvis för att alstra el till luftkonditioneringsanläggningar under varma dagar, avslutar Xavier Crispin. 

Under sin föreläsning vid Lunchklubben kommer Xavier Crispin berätta mer om arbetet med biobatterier och annan innovativ materialforskning på LOE. 
 

Vill du veta mer? Visa/dölj innehåll

Relaterat innehåll Visa/dölj innehåll

Senaste nytt från LiU Visa/dölj innehåll