Instagram

Facebook

Grafen tar ett steg i riktning mot förnybart bränsle


2018-11-08

Jianwu Sun vid verksam vid Institutionen för fysik, kemi och biologi (IFM).
Bild: Thor Balkhed/LiU
Jianwu Sun vid verksam vid Institutionen för fysik, kemi och biologi (IFM).

Jianwu Sun vid reaktorn där forskarna framställer kubiskt kiselkarbid.
Bild: Thor Balkhed/LiU
Jianwu Sun vid reaktorn där forskarna framställer kubiskt kiselkarbid.

Forskare vid Linköpings Universitet vill utveckla en metod för att omvandla vatten och koldioxid till framtidens förnybara bränsle med hjälp av energin från solstrålar och materialet grafen på kubisk kiselkarbid. Nu har forskarna tagit ett viktigt steg mot målet och utvecklat en metod som gör det möjligt att tillverka grafen i flera lager i en styrd process.

Forskarna visar också att grafen har supraledande egenskaper under vissa förhållanden. Fynden publiceras i tidskrifterna Carbon och Nano Letters.

Kol, syre och väte. Det är de tre grundämnena som du skulle få om du plockade isär koldioxid- och vattenmolekyler. Samma atomer är byggstenarna i kemiska föreningar som vi använder som bränsle, som etanol och metangas. Om det vore möjligt att omvandla koldioxid och vatten till förnyelsebart bränsle, skulle det kunna bli ett alternativ till att använda fossil olja och kunna bidra till att minska våra koldioxidutsläpp till atmosfären. Jianwu Sun, docent vid Linköpings universitet, forskar kring ett sätt att göra just detta.

Det första steget är att forskarna måste utveckla materialet som de har tänkt att använda sig av. Forskare vid Linköpings universitet har tidigare utvecklat en världsledande metod för att framställa kubisk kiselkarbid, som består av kisel och kol. Den kubiska formen har förmågan att fånga upp solenergin och skapa laddningsbärare. Men det räcker inte ända fram. Grafen, ett av de tunnaste materialen som någonsin framställts, har nu huvudrollen i projektet. Materialet består av ett enda lager kolatomer som binder till varandra i ett sexkantigt hönsnätsmönster. Grafen har stor förmåga att leda elektrisk ström, en egenskap som kan komma till användning för att omvandla solenergi. Det har också flera unika egenskaper och världen över pågår mycket forskning kring möjliga tillämpningar av grafen.

De senaste åren har forskarna strävat efter att utveckla processen att växa grafen på en yta för att kunna styra egenskaperna hos grafenet. I en nyligen publicerad artikel i tidskriften Carbon beskrivs ett av de senaste framstegen.

– Det är relativt lätt att växa ett lager grafen på kubisk kiselkarbid. Men om du vill växa grafen i flera jämna lager på varandra över en större yta är det en större utmaning. Nu visar vi hur det är möjligt att växa upp till fyra jämna lager grafen ovanpå varandra på ett kontrollerat sätt, säger Jianwu Sun vid Institutionen för fysik, kemi och biologi (IFM).

En av svårigheterna med flerlagergrafen är att ytan blir ojämn på grund av att det blir olika många lager på olika ställen. Kanten där ett lager tar slut blir som ett litet trappsteg i nanoskala. För forskarna, som vill ha stora och jämna ytor, kan de här stegen utgöra ett hinder. Särskilt bekymmersamt blir det när trappstegen buntar ihop sig på samma plats, likt en felbyggd trappa där flera trappsteg slagits ihop till ett alltför högt steg. Nu har forskarna hittat ett sätt att få bort fenomenet med hopbuntade trappsteg genom att växa grafen under noga anpassad temperatur och tid. Dessutom visar LiU-forskarna att tillvägagångssättet gör det möjligt att styra hur många lager grafen som bildas. Det är det första steget i forskningsprojektet som siktar på att göra bränsle från vatten och koldioxid.

I en närbesläktad vetenskaplig artikel, som publiceras i tidskriften Nano Letters, har forskare undersökt de elektroniska egenskaperna hos flerlagergrafen växt på kubisk kiselkarbid.

– Vi fann att flerlagergrafen har väldigt lovande elektriska egenskaper, som gör att materialet kan användas som supraledare, med noll resistans. Den här speciella egenskapen uppstår enbart när grafenlagren är ordnade på ett särskilt sätt gentemot varandra, säger Jianwu Sun.

I tidigare forskning har teoretiska beräkningar förutspått att dessa egenskaper skulle kunna uppstå när grafenlagren är ordnade på ett särskilt vis. Den aktuella studien är den första som demonstrerar experimentellt att det faktiskt blir så. Supraledande material används bland annat i supraledande magneter, som är mycket starka och används i magnetkameror för medicinska undersökningar och partikelaccelatorer för forskningsändamål. Många hoppas att supraledare ska kunna användas för elledningar helt utan energiförluster eller svävande höghastighetståg på magnetfält, bland mycket annat. Användningen begränsas i dag av att de supraledare som finns inte fungerar vid rumstemperatur, utan bara vid extremt låga temperaturer.

Studierna har gjorts tillsammans med forskare vid MAX IV-laboratoriet i Lund och finansierats med stöd av Vetenskapsrådet, FORMAS, STINT, ÅForsk stiftelsen och Stiftelsen Olle Engkvist Byggmästare.



Källa: Linköping Universitet


Skriv ut



<span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span>Tack vare det 10-åriga avtalet som tecknats mellan Biond och FordonsGas Sverige kan Bionds anläggning i Sävsjö nu kan växa genom ökad produktion, utbyggnad och rekrytering av personal.</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span>
Tack vare det 10-åriga avtalet som tecknats mellan Biond och FordonsGas Sverige kan Bionds anläggning i Sävsjö nu kan växa genom ökad produktion, utbyggnad och rekrytering av personal.

Biond skalar upp biogasproduktionen i Sävsjö genom långsiktigt avtal med FordonsGas

Biond har tecknat ett 10-årigt avtal med FordonsGas Sverige avseende ca 13 GWh biogas. Avtalet innebär att Bionds anläggning i Sävsjö nu kan växa genom...

Läs mer
Enerbrokers

Solör Bioenergi växer vidare genom fjärrvärmen i Bollebygd

Jonas Sörensson från Solör Bioenergi, samt Magnus Strand och Sven Strand från MS Strand AB.

Nu står det klart att Solör Bioenergi tar över ansvaret för fjärrvä...

Läs mer
Idcon
Bandklippning, från vänster: Anders Ygeman, Anders Egelrud, Kataria Luhr, Anna König Jerlmyr, Per Langer, Oliver Geden, Liv Lønnum.

Här klipps bandet till Sveriges första testanläggning som fångar in koldioxid från biokraftvärme

Samtidigt som FN:s klimatmöte i Madrid (COP25) pågår för fullt invigde...

Läs mer

Uppsala kommun vann årets Biogasutmärkelse 2019

Från vänster: Jens Holm (V), ordförande Trafikutskottet, Rickard Malmström (MP) kommunalråd, och Susanne Afzelius, Upphandlingschef Uppsala kommun.

Årets Biogasutmärkelse delas ut till en aktör som gjort viktiga insatser för...

Läs mer
Envigas anläggning i Bureå.

Envigas med klimatsmart kol växer och anställer fler

Det innovativa Skellefteå företaget Envigas ska förse industrin med fossilfritt kol...

Läs mer

Win-win-win när Telge Återvinning bygger ny biokolsanläggning

Håkan Karlsson, vd för Telge &Aring;tervinning och Telge Nät.

Nu står det klart att Telge Återvinning ska bygga en ny anläggning för att...

Läs mer

Förnybar el per timme – unik lösning från Vattenfall och Microsoft

Andreas Regnell, Strategichef på Vattenfall.

Vattenfall och Microsoft har tillsammans utvecklat en unik lösning, 24/7-matchning, som ger...

Läs mer

Solör Bioenergi ny ägare till fjärrvärmen i Vansbro

Solör Bioenergi Västerdala, en del av Solör Bioenergigruppen, köper fjärrvärmen i Vansbro av Vansbro kommun.

Nu står det klart att Solör Bioenergi Västerdala, en del av Solör...

Läs mer
Från vänster Cecilia Hedqvist, Gasnätet Stockholm, Sofia Rundström, Centrumchef på Westfield Mall of Scandinavia, Pehr Granfalk (M), Ordförande kommunstyrelsen Solna stad, Mette Kahlin McVeigh, Tankesmedjan Fores, Renée Josefsson, Stockholm Gas.

Westfield Mall of Scandinavia väljer biogas och gasnätet byggs ut i Solna

Nu är första spadtaget för en utbyggnation av gasnätet taget. Expansionen sker...

Läs mer

Solör Bioenergi förlänger samarbete i Småland med lokal leverantör av briketter

Anders Fellesson (VD och &Auml;gare Fellessons), Tommy Thoresson (Anläggningsansvarig Solör Region Syd), Johnny Lindqvist (Affärschef Timber products), Nils Svensson (Regionchef Solör Bioenergi Region Småland).

Solör Bioenergi har nu förlängt ett mångårigt samarbete med Fellessons...

Läs mer
Regionråd Nils-Olof Lindfors, vd Pontus Sjöberg, Swerim och Norrbottens landshövding Björn O. Nilsson.

Ny vätgasanläggning möjliggör banbrytande forskning

Norrbottens landshövding Björn O. Nilsson, tillsammans med VD Pontus Sjöberg och...

Läs mer
Mest lästa

Implementa

Cleps

Palgo

Osby Parca / Enertech AB

Contub360

Flintab

energi engagemang

TS Wind

WPS

Rörkraft

Ramab

Smhi

Mared

Clean Combustion

Blade solutions

Vindteknikk

Härnösands kommun

BVM

Vägtransportledarna Norr

Baywa

SEK Svensk elstandard
Unica Media AB © 2014
Org.nr 556961-2624
Unica Media AB
Hammarby Fabriksväg 23
120 30 Stockholm

Kontakt
info(at)unicamedia.se
Annonsering
annons(at)unicamedia.se