Svartlut kan ge miljövänliga batterier

Solenergin är ett av de stora framtidshoppen när det gäller en hållbar energiförsörjning. Och utvecklingen av tekniken har gått snabbt den senaste tiden – i experiment har forskare nu lyckats komma upp i verkningsgrader på 15 procent med solceller av plast.

– Som jag ser det är solenergins problem i princip lösta, nu handlar det bara om att lyckas med att skala upp tekniken. Men då uppstår nya problem, och det är att man inte har tillgång till energin på natten. Vi behöver med andra ord en teknik för att billigt och miljövänligt lagra energin, säger Olle Inganäs, professor i biomolekylär och organisk elektronik Linköpings universitet.

Olle Inganäs. Foto: Linköpings Universitet.

I dagens batterier finns ofta både sällsynta och dyra jordartsmetaller och miljöskadliga ämnen som till exempel bly. Men om hela energikedjan ska bli så miljövänlig som möjligt behövs ett annat, mer hållbart alternativ. Ett sådant, eller i alla fall ett första steg på vägen dit, är precis vad bland andra Olle Inganäs har tagit fram och nu presenterar i tidskriften Science.

– Naturen har egentligen redan löst det här problemet för mycket länge sedan. Det är bara att titta på fotosyntesen, säger Olle Inganäs.

I naturen är det så kallade kinoner, molekyler baserade på små ”kolringar” med sex kolatomer, som flyttar elektroner och protoner. Och det är den tekniken som Olle Inganäs och hans kollegor nu har imiterat. De hämtade också själva råvaran från naturen, i form av lingin – ett ämne som har kemiska beståndsdelar som påminner mycket om dem som används i växternas fotosyntes.

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

Men i stället för att utvinna ämnet direkt från trä, tog forskarna vara på det svartlut som bildas som en restprodukt vid papperstillverkning. Ur svartlutet förädlade forskarna fram ett material som har förmågan att lagra laddade protoner och elektroner, och genom att kombinera det materialet med ett annat kolbaserat material som leder ström lyckades forskarna konstruera en katod – första steget mot ett fungerande batteri.

– Vi får naturligtvis inte samma energitäthet som i ett litium-jon-batteri, men fördelarna är väldigt många, speciellt om det används i kombination med förnybar energi som sol- och vindel, säger Olle Inganäs.

Ännu är det långt kvar till en kommersialisering av tekniken. Mycket måste effektiviseras och förfinas och framför allt måste man ta fram en anod, ”andra halvan” av ett batteri. Men när man väl är där har den här tekniken, i kombination med sol- och vindenergi, potential att försörja hela planeten med energi, menar Olle Inganäs.

– Tekniken är ännu långt ifrån mogen, men det finns ett stort behov av den och det brukar göra att utvecklingen kan gå snabbare än i vanliga fall.

Peter Alestig Blomqvist