Trämaterial kan ge stabila organiska solceller

Teknik

En relativt obehandlad variant av ett av naturens vanligaste organiska material – lignin – kan användas för att skapa stabila och miljövänliga organiska solceller. Det visar forskare vid Linköpings universitet och KTH i en studie publicerad i Advanced Materials.

I dagsläget verkar en av de främsta hållbara energikällorna vara solljus. Traditionella solceller tillverkade av kisel är effektiva men har en energikrävande och svår tillverkningsprocess som dessutom kan leda till utsläpp av miljöfarliga kemikalier. Därför har organiska solceller blivit ett hett forskningsområde tack vare sin låga tillverkningskostnad, lätta vikt och flexibilitet vilket öppnar för många användningsområden. Bland annat kan de användas inomhus eller på kläder för att driva personelektronik.

Men ett problem är att organiska solceller är gjorda av plast, eller polymerer som kommer från olja. Så trots att de är organiska är de inte så miljövänliga som de skulle kunna vara.

Nu har forskare vid Linköpings universitet och KTH utvecklat en organisk solcell där en del av elektrontransportlagret kopplat till katoden i solcellen är gjort av så kallat kraftlignin hämtat direkt från trämassa. Även om endast en liten del av solcellen är tillverkad av lignin i nuläget är det långsiktiga målet att bygga en solcell nästan helt gjord av trämaterial.

–  Vi vill bygga effektiva, pålitliga, billiga och miljövänliga solceller. Med den här studien kan vi visa att det är möjligt och ett första steg mot att byta ut material som idag är baserade på olja mot träbaserade alternativ, säger Mats Fahlman, professor vid Laboratoriet för organisk elektronik, LOE, vid Linköpings universitet.

I tidigare försök har träbaserade material använts för att öka pålitligheten, eller stabiliteten i både organiska solceller och solceller av det kristallina materialet perovskit. Då användes lignin som behandlats kraftigt i olika kemikalier. Det Linköpingsforskarna nu gjort är att använda en mycket mer "rå" version av lignin som kallas kraftlignin som är en restprodukt från papperstillverkning. Tillsammans med KTH analyserades vilken molekylsammansättning i ligninet som passar bäst för ändamålet.

– Vi har skapat ett material, eller komposit, av kraftlignin som ska vara kontaktytan med katodlagret. Det visade sig att solcellen blev mycket stabilare. Fördelen med kraftlignin är att den har förmågan att skapa många vätebindningar vilket hjälper till att stabilisera solcellen, säger Qilun Zhang, förste forskningsingenjör vid LOE.

Organiska solceller används redan idag främst för inomhusbruk. De kan också ersätta batterier hos sensorer och liknande strömsnåla applikationer. Enligt Mats Fahlman är det första steget in på marknaden för organiska solceller. Sedan kan tekniken skalas upp för större tillämpningar som ren energiförsörjning. Och att bygga dem av trämaterial skulle göra hela solcellen än mer miljövänlig.

– Organiska solceller kommer aldrig vara bäst när det gäller effektivitet. Men fördelen är att de är ogiftiga, hållbara och billiga. Kan de ligga på 15–20 procents effektivitet räcker det gott och väl för de flesta tillämpningar, säger Mats Fahlman.

Studien finansierades i huvudsak av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse genom Wallenberg Wood Science Centre. Övriga finansiärer var Energimyndigheten, Vetenskapsrådet, Stiftelsen för internationalisering av högre utbildning och forskning – Stint, samt av det strategiska forskningsområdet för avancerade funktionella material – AFM – vid Linköpings universitet.

 

Annons:

Forskningsprojekt inom AI ska främja återbruk av byggmaterial

Teknik

29 februari 2024

Nytt samarbete ska säkra tillgången på byggmaterial för Beijers kunder

Teknik

26 februari 2024

”Det är viktigt att vara tidigt ute”

Teknik

24 januari 2024

”Anammar man inte den nya tekniken kommer man att bli omsprungen”

Teknik

24 januari 2024

Ahlsell satsar på nya telefonilösningar

Teknik

12 december 2023

Prognoscentret tar över driften av Byggmaterialindex

Teknik

11 december 2023

Derome i samarbete med hållbarhetsplattformen Prodikt

Teknik

07 december 2023

Byggelement inviger ny fabrik

Teknik

28 november 2023

Nya krav på digital rapportering av klimatdata

Teknik

31 oktober 2023

Nytt verktyg ska förenkla kundernas hållbarhetsarbete

Teknik

10 oktober 2023

Ny guide för bättre inneklimat

Teknik

03 oktober 2023

Beijer inför nytt system för varuförsörjning

Teknik

27 september 2023

Mestergruppen fortsätter satsning inom medlemstjänster och digitalisering

Teknik

21 september 2023

Byggmaterialrecept ska underlätta tidiga klimatberäkningar

Teknik

18 september 2023

Plant och Myrspoven i semifinal i PropTech-tävling

Teknik

15 september 2023

Nya spårbarhetskrav väntas för byggmaterial

Teknik

23 augusti 2023

Ny teknik ska effektivisera torkprocessen för betong och flytspackel

Teknik

17 augusti 2023

Modvions trätorn revolutionerar vindkraftsbranschen

Teknik

09 augusti 2023

Digital mikrokurs för Beijers anställda

Teknik

02 augusti 2023

Lindab först i världen med ventilationskanaler i fossilfritt stål

Teknik

20 juni 2023

Ny hemsida och uppdaterade kriterier ska underlätta hållbara produktval

Teknik

01 juni 2023

Dahl öppnar fler butiker obemannat efter stängning

Teknik

31 maj 2023

Tørn i samarbete med Logiq

Teknik

26 maj 2023

Byggvarubedömningen och Plant skapar integration mellan Loggboken och klimatberäkningsverktyg

Teknik

23 maj 2023

Familjen Thomas Forskningsstiftelse finansierar betongforskning med 7,5 miljoner

Teknik

11 maj 2023

”Branschstandard behövs för klimatberäkningar”

Teknik

28 april 2023

Betonglabb för minskad klimatpåverkan

Teknik

25 april 2023

Byggvarubedömningen lanserar ny funktion för återbrukat byggnadsmaterial

Teknik

21 april 2023

Nytt sätt att projektera ska öka återbruket

Teknik

19 april 2023

Ny app för livscykelanalyser inom byggbranschen

Teknik

28 mars 2023

Havreskal blir betong och energi i nytt samarbete

Teknik

28 mars 2023

Mestergruppen lanserar nytt koncept med lösvirkeshus

Teknik

28 mars 2023

Weber blev årets Finfo-leverantör

Teknik

27 mars 2023

Dörrar, fönster och fasader av återvunnet aluminium

Teknik

21 mars 2023

Ny lösning visar hur digitala produktpass kan fungera i praktiken

Teknik

13 mars 2023

Hilti i samarbete med byggrobotföretaget Canvas

Teknik

13 mars 2023

Ny utgåva av populär solbok

Teknik

10 mars 2023

Rockwool skriver avtal med Prodikt

Teknik

08 mars 2023

Hager registrerar 1780 produkter till SCIP

Teknik

02 mars 2023

Svampar visar vägen till nytt trämaterial

Teknik

31 januari 2023

VR-teknik effektiviserar projekteringsfasen

Teknik

25 januari 2023

Projekt ska förenkla överföring av klimat- och miljödata

Teknik

11 januari 2023

Beijer signerar samarbetsavtal med Prodikt

Teknik

21 december 2022

Finja Betong lanserar beräknare för koldioxidbesparing

Teknik

15 december 2022

Energieffektivisera villan inför vintern

Teknik

14 december 2022

Nytt verktyg för bostadsrättsföreningar ska inspirera till att energieffektivisera

Teknik

07 december 2022

Byggmaterialhandlarna och GS1 Sweden ingår samarbete

Teknik

17 november 2022

Nu kan du köpa en renovering med några klick

Teknik

10 november 2022

Data från Finfo ska hjälpa byggmaterialhandeln sälja överskottsvaror

Teknik

03 november 2022

Nytt verktyg minskar materialåtgången i byggprojekt

Teknik

03 november 2022

Vår hemsida använder sig av cookies. Genom att fortsätta surfa på sidan godkänner du att vi använder cookies. Klicka här för mer information.

Jag förstår