En jacka där solceller av plast laddar din mobiltelefon i fickan. Snabbare och mindre elektromekaniska system. I framtiden kan det bli verklighet. Forskarna Krister Svensson och Ellen Moons, docenter i fysik respektive materialfysik vid Karlstads universitet får totalt 5 miljoner av Vetenskapsrådet för sin grundforskning om kolnanorör och alternativa solceller.
En "släkting" till årets nobelpris
Krister Svensson har de senaste fyra åren byggt upp grundforskning kring kolnanorör vid Karlstads universitet. Nu får han 2,5 miljoner av Vetenskapsrådet till ett forskningsprojekt med titeln "Elektroniska och mekaniska egenskaper hos nanometerstora strukturer". Kolnanorörforskning är släkt med forskningen kring grafen som fick årets nobelpris i fysik. Grafen är ett plant nät av kolatomer bundna i sexkanter och liknar en bikakestruktur. Kolnanorör är ett liknande skikt av atomer fast hoprullade till rör och kan få stor betydelse i framtida praktiska tillämpningar inom nano-elektromekaniska system (NEMS). Det kan handla om elektronik som i framtiden klarar högre frekvenser, tål högre elektriska strömmar eller nya användningsområden inom medicinska tillämpningar, såsom effektivare cancerbehandling eller proteser med egenskaper som en riktig muskel.
Utveckling av forskningsinstrument
- I projektet fortsätter vi att studera hur kolnanostrukturerna fungerar såväl elektriskt som mekaniskt, säger Krister Svensson. Med hjälp av det transmissionelektronmikroskop med extrautrustning som finns här på universitetet, undersöker vi hur kolnanorör till exempel kan leda ström och klara mekaniska påfrestningar.
En del av sin tid har Krister Svensson tidigare ägnat åt företaget Nanofactory Instrument. Där har han arbetat med att utveckla instrument för att kunna studera och manipulera små, små strukturer i transmissionselektronmikroskop. Idag levererar företaget kompletta instrument med mjuk- och hårdvara över hela världen.
Fortsatt stöd till solcellsforskning
Ellen Moons, får 2,4 miljoner kronor av Vetenskapsrådet för att kunna fortsätta det forskningsprojekt som startades 2002. Projektet har rubriken "Gränsskiktsmodifiering och morfologi i polymerbaserade blandningar för solceller". Det handlar om att hitta nya material för solceller. Forskningsteamet, som idag engagerar åtta personer, undersöker hur polymerer, elektriskt ledande plaster, ska kunna ersätta kisel i framtidens solpaneler och omvandla solljus till el.
- Polymerskiktet är själva hjärtat för solceller och vi tittar på hur strukturen som byggs upp beter sig i förhållande till olika separationsprocesser, säger hon. Olika plaster blandar sig bättre eller sämre med varandra. Man kan likna det vid en sås som skär sig om man inte hanterar de olika ingredienserna rätt. Vi vill kunna öka verkningsgraden och livslängden på solceller och skapa en bättre förståelse för de kritiska faktorer som finns gällande tillverkning och prestanda.
Polymerer ger nya möjligheter
Fördelen med att använda polymerer är att man behöver mindre material i tillverkningsprocessen och att tillverkningstiden blir betydligt kortare. Förståelsen för strukturen i polymerskiktet är viktig för att få bästa möjliga tillämpning inom solcellsområdet.
- Polymerer är ett lättare och flexiblare material än kisel som vanligtvis används idag. Några av fördelarna är att de är lättare att integrera i andra material. I framtiden kan vi tänka oss att man integrerar polymerelektronik i tyger eller byggmaterial. Att använda sådana solceller i tyget till en jacka, skulle kunna innebära att personen som bär jackan kan ladda sin mobiltelefon bara genom att ha den i fickan.
