Forskere vil gøre bilruden isfri med varmelagrende film af organiske molekyler

Vintermånederne er uløseligt forbundet med kolde morgener og is på forruden af bilen. Så hvem har ikke sukket efter en hurtig og nem måde at fjerne isen på, der ikke involverer en motor i tomgang eller hårdt arbejde med isskraberen?

Måske er der en løsning på vej i form af en transparent film på forruden, der om dagen kan oplagre energi fra sollysets UV-stråler og om morgenen frigive energien som varme, så isen smelter, og du blot behøver børste det sidste væk fra forruden.

Forskere på Massachusetts Institute of Technology (MIT) har nemlig opnået bemærkelsesværdigt gode resultater med lagring og frigivelse af energi fra sollys i den kemiske forbindelse azobenzen. Forskernes forsøg viser, at materialet kan lagre energi fra UV-lys i flere dage – og at energien senere kan høstes ved at trigge polymerens molekylære struktur.

De organiske molekyler har den unikke egenskab, at de kan ændre tilstand og struktur uden at blive ustabile. Når de udsættes for UV-stråler, ændrer molekylerne form, så de bliver ladet og opnår en højere energiform, og denne struktur kan opretholdes i flere dage, indtil man har behov for at anvende energien. Det sker ved påvirke strukturen ved hjælp af enten en kortvarig spænding, varme eller lys, så den 'slipper af' med sin energi og vender tilbage til sin oprindelige form.

Artiklen fortsætter under grafikken

I forsøget på MIT opnåede forskerne en temperaturforskel på 10 grader mellem de to molekylære tilstande, og det resultat vækker både begejstring og skepsis på Københavns Universitet hos Mogens Brøndsted Nielsen, der er professor på Center For Udnyttelse af Solenergi på Kemisk Institut, hvor man siden 2013 har forsket i sollys som en energiressource.

»Lagring af solenergi i organiske polymerer har den store fordel, at der kun skal bruges minimal energi til at trigge polymerens struktur og dermed høste energien. Udtagning af varmen foregår på molekylær basis, hvor der er tale om en lukket energicyklus,« siger han men drypper dog straks lidt malurt i bægeret for bilejere, der nærer håb om hurtig afisning af forruden.

Problem: En gul forrude

»Eksemplet med afisning af bilruder kan i praksis godt lade sig gøre, men azobenzen har den ulempe, at den transparente laminering af forruden vil blive farvet svagt gult, da materialet ikke er helt farveløst endnu. Det giver nogle produktionsmæssige udfordringer som skal løses, før teknologien kan rulles ud i industrien,« siger han og tilføjer, at temperaturforskellen på 10 grader også skal forøges, for at teknologien kan finde bredere anvendelse.

Det ændrer dog ikke ved Mogens Brøndsted Nielsens tro på fotokromiske organiske molekyler som et vigtigt supplement til konventionelle solceller, og han nævner i den forbindelse også materialets lukkede energicyklus uden udledning af kemiske oxidationsprodukter som et argument for at forske videre i teknologien.

Tidligere kunne materialet kun fremstilles i flydende form, men nu kan polymeren bygges op i lag på 4-5 nanometer ved en metode kaldet spin coating, hvor polymeren i dråbeform påføres et substrat, som roterer med 700 omdr./min. Resultatet er en transparent film, hvis anvendelsesmuligheder strækker sig fra vinduer over tøj og tæpper til – måske – bilruder.

Forskerteamet på MIT – som har modtaget støtte fra bilproducenten BMW – nævner selv temperaturforskellen fra lagring til høst af varme som et godt resultat, men at målet er at komme op på 20 grader.