Flydende 'blad' skaber brændstof ud af vand og sol

Illustration: University of Cambridge

Forskere har længe drømt om at efterligne naturens fotosyntese på kunstig vis. Nu har britiske forskere fra University of Cambridge udviklet et lille tyndt 'blad', der kan ligge og vugge i overfladen af en sø eller, hvis teknologien kan opskaleres, ude på havet, hvor det fremstiller grønt brændstof i stor skala.

Teknikken har været kendt i en årrække, og tilbage i 2011 kunne vi her på ing.dk fortælle om amerikanske forskere, der havde udviklet et kunstigt blad, som kunne producere brint.

Det resultat har de britiske forskere også vist, da de med professor Erwin Reisners forskningsgruppe i spidsen, i 2019 viste, hvordan det var muligt at fremstille en syntetisk gas bestående af CO og H2 via et kunstigt 'blad' ud fra vand, CO2 og sollys.

Dr. Virgil Andrei med en del af den nye lette celle til produktion af brint. Forskningen bruger teknikker fra mobiltelefonindustrien til at gøre cellen så let, at den kan flyde. Illustration: University of Cambridge

Men da der var brug for at beskytte komponenterne mod fugt, skulle de indkapsles i en relativt tyk belægning og det gjorde hele konstruktionen skrøbelig og tung, hvilket også øgede prisen og muligheden for opskalering.

Tynde materialer

Derfor gik forskerne i gang med at trimme materialerne. Målet var, at de skulle være så tynde, at det hele kunne flyde på vand.

»Vi ønskede at se, hvor langt vi kunne trimme de materialer, cellerne bruger, uden at påvirke deres ydeevne," siger Erwin Reisner, der ledede forskningen, til University of Cambridge’s hjemmeside.

Inspirationen kom fra elektronikindustrien, hvor nye teknikker har ført til ekstremt tynde og fleksible displays til mobiltelefoner.

Løsningen var at bruge såkaldte tyndfilm-metaloxider og materialet perovskites, der kan coates på en fleksibel folie af metal og plast. For at beskytte den mod vandet, blev der lagt et mikrometertyndt kulstoflag på.

»Forskningen viser, at kunstige blade er kompatible med moderne fremstillingsteknikker, hvilket repræsenterer et tidligt skridt mod automatisering og opskalering af brændstofproduktion,« siger Dr. Virgil Andrei, der er hovedforfatter på artiklen i Nature

Der forestår stadig et stort udviklingsarbejde, men Virgil Andre tror, at sådanne brændstofproducerende “energifarme” med tiden kan udvikles, så de kan forsyne fjerne bosættelser og øer eller dække vandreservoir og kunst-vandingskanaler.