DTU-forsker skal grundforske i svovl- og fosforforbindelser til solceller

Forskningsprojektet skal blandt andet undersøge, hvordan svovl- og fosfor-forbindelser kan anvendes til mere effektive solceller. Illustration: Wikimedia Commons

Mens snakken på universiteter og virksomheder går vidt og bredt om cirkulær økonomi, forskes der sideløbende i at kunne erstatte materialer, der er klimatunge at udvinde og besværlige at genanvende.

DTU-forsker Andrea Crovetto må ane mere end en smule potentiale i udforskningen af netop svovl og fosfor i den forbindelse. Med et hold på seks Ph.D-studerende og post-doc’ere vil han undersøge så mange forbindelser som muligt, der indeholder svovl og fosfor.

Hele datasættet for deres opdagelser skal gøres ved hjælp af invers design, kunstig intelligens og skræddersyede forskningsfaciliteter. Resultaterne vil være tilgængelige for andre forskere, der har øjnene rettet mod teknologiske løsninger, der har med svovl og fosfor at gøre.

Det skriver DTU på deres hjemmeside.

Invers design

Det er den inverse tilgang til materialeforståelsen, som ifølge DTU og forsker Andrea Crovetto er revolutionerende ved forskningsprojektet, der har legater for over 13 millioner kroner i ryggen.

DTU skriver om invers design, at metoden tager udgangspunkt i behovet for et nyt materiale - eksempelvis til en solcelle - for derefter at udvikle materialet med fokus på de ønskede egenskaber. Den metodiske tilgang er altså en modsætning til at finde et nyt materiale for så at undersøge, hvad det kan anvendes til.

Metoden har ifølge DTU været kendt som invers design i et stykke tid, men Andrea Crovetto vil implementere den på en væsentlig anden måde end før.

»I min udgave af invers design bliver data fra eksperimenterne og computersimulering samlet i en enkelt on-demand database over materialeegenskaber,« siger Andrea Crovetto.

»Data fra databasen bliver fortolket af både menneskelig og kunstig intelligens for at finde sammenhængen mellem forskellige egenskaber i forskellige materialer og hjælpe os i invers design-processen,« forklarer han i artiklen fra DTU.

Direktør for DTU Nanolab, Jörg Hübner, udtaler i artiklen fra DTU, at forskningen skal være med til at opbygge nye materialeplatforme fra bunden.

»Vi kommer så at sige til at eje hele fødekæden og kan tilpasse materialet til forskellige anvendelser. Et nyt materiale af fosfor og svovl, som Andrea Crovetto arbejder med, er en interessant mulighed i den forbindelse,« siger Jörg Hübner.

Byggeklods til solceller og batterier

Grundforskningen i svovl- og fosforforbindelser vil kunne tage form i mange forskellige anvendelser, men det konkrete mål for forskningsprojektet er at finde et nyt materiale til det øverste lag af en solcelle, der mere effektivt kan omdanne solens stråler til energi end i dag.

»Vi ved ikke særlig meget om disse materialer, selv om fosfor og svovl findes i rigelige mængder på jorden, og selv om der er tegn på, at nogle af dem kunne være fremragende solcellematerialer,« siger Andrea Crovetto.

På samme tid har flere forskningsprojekter med øje for at udvikle et alternativ til ion-batteriet, undersøgt, hvordan svovlforbindelser kan forbedre levetid, energitæthed og bæredygtighed i batteriteknologi.