Feedback
Varan har lagts till i varukorgen

Solelen blir ännu miljövänligare

30 maj 2012
Forskning pågår för att göra energikedjan kring solel än mer miljövänlig. Foto: Anders Wester
Intresset för solenergi och solceller ökar. Den energi och el som utvinns från solstrålarna räknas redan i dag som grön. Två forskningsprojekt tittar på att göra den ännu mer miljövänlig.

I en solcell omvandlas energin i solljus direkt till elektrisk energi. Den vanligaste typen av solceller är gjorda av kristallint kisel. En nackdel med dessa är att det är dyrt att framställa utgångsmaterialet.

Därför blir slutprodukten för dyr för att kunna konkurrera med andra befintliga tekniker för elproduktion.

Ett sätt att minska tillverkningskostnaderna för solceller, och därigenom göra solel konkurrenskraftig med andra energikällor, är att använda sig av tunna filmer. Dessa tunnfilmssolceller kan vara en hundradel så tjocka som vanliga solceller av kristallint kisel. Filmerna innehåller dock giftiga ämnen.

Tunnfilmssolcell utan kadmium

I en avhandling från Uppsala universitet har Jonas Pettersson undersökt hur giftigt material som nu används i tunnfilmssolceller kan ersättas med ett zinkoxidbaserat alternativ. De tunnfilmssolceller som studerats är tillverkade av kopparindiumgalliumselenid, även kallat CIGS.

Detta material ger solcellerna hög verkningsgrad. I vanliga fall innehåller CIGS-solceller ett tunt så kallat buffertlager av kadmiumsulfid. Nackdelen med kadmium är att det är giftigt. Jonas Pettersson har därför studerat solceller med ersättningsmaterial som är zinkoxidbaserade. Studien har visat sig falla väl ut.

– Mätningar på tunna filmer av zinkmagnesiumoxid visar att ledningsförmågan för dessa filmer uppvisar ett liknande beteende som de med kadmiumsulfid, säger Jonas Pettersson.

Han arbetar nu vidare med att försöka förbättra baksideskontaktens elektriska egenskaper.

Solceller kräver energilager

Solceller producerar inte el konstant utan i toppar och dalar vilket är dåligt för elnätet som kräver stabilitet. Det krävs ett energilager för att hålla elnätet i gott skick.

Bygginfo har tidigare skrivit om försök i Falköping där Falbygdens Energi tillsammans med ABB upprättat en provanläggning med ett energilager bestående av litiumjonbatterier.

Ett problem är dock att det i dagens batterier förekommer både sällsynta och dyra jordartsmetaller samt miljöskadliga ämnen. Om hela energikedjan ska bli så miljövänlig som möjligt behövs ett annat mer hållbart alternativ.

Inspiration från naturen

Olle Inganäs, professor i biomolekylär och organisk elektronik vid Linköpings Universitet, och hans polske kollega Grzegorz Milczarek, har låtit sig inspireras av naturens fotosyntes när man undersökt möjligheterna att lösa lagringsproblemet med förnyelsebara organiska material.

I växternas fotosyntes är det så kallade kinoner, molekyler baserade på små kolringar med sex kolatomer, som flyttar elektroner och protoner. Det är den tekniken som forskarna imiterat.

De har även hämtat själva råvaran från naturen, i form av lingin, ett ämne som har kemiska beståndsdelar som påminner mycket om dem som används i växternas fotosyntes.

Istället för att utvinna ämnet direkt från trä tog forskarna vara på det svartlut som bildas som en restprodukt vid papperstillverkning.

Ur svartlutet förädlade de fram ett material som har förmågan att lagra laddade protoner och elektroner. Genom att kombinera det materialet med ett annat kolbaserat material som leder ström lyckades forskarna konstruera en katod, i ett organiskt batteri, alltså materialet som innehåller den elektriska laddningen.

– Vanligt trä består till 20-30 procent av lignin, så det produceras ungefär 1011 ton lign inom året i världen. Det är med andra ord ett ämne som vi har nästan obegränsat av, säger Olle Inganäs.

Det är dock en bit kvar innan tekniken går att kommersialiseras. En hel del behöver förfinas och framförallt behöver man ta fram en anod.

Fler nyheter
Mest lästa artiklar
Debatt i fokus
Populära expertsvar
Andra bevakar
Bevaka ämne