Hans molekyl lagrar värme från solen

På taket till fysikhuset på Chalmers tekniska högskola står en ovanlig solfångare. Solljuset som träffar den konkava spegeln koncentreras mot ett rör i mitten. Genom röret flyter en vätska. När molekylerna i vätskan träffas av solljuset ändrar de form till en mer energirik variant. Vätskan kan sedan lagras i en tank. När värmen behövs leds vätskan genom en katalysator, som gör att molekylen återgår till sin ursprungliga form. Samtidigt avges värmen.

– Vi har visat att solenergi kan lagras på det här sättet i upp till 18 år, säger Kasper Moth-Poulsen, professor i kemi på Chalmers.

Kontrollerar när och hur energin ska frigöras

Att det går att lagra solenergi i kemiska bindningar är känt sedan länge. I naturen sker det hela tiden genom fotosyntesen. Men hittills har ingen lyckats bygga ett praktiskt fungerande system på det här viset. Kasper Moth-Poulsen och hans forskargrupp har ägnat de senaste åtta åren åt att designa molekyler, som kan suga upp solenergi med de rätta våglängderna och behålla sin nya skepnad vid rumstemperatur. Det går också att kontrollera hur och när energin ska frigöras.

– Ibland vill man spara energin så länge som det går och då krävs en katalysator. I andra fall vill man spara energin i kortare perioder och frigöra energin i en automatisk process.

Det första praktiska användningsområdet kan bli fönster som absorberar värme under dagen och släpper ut den på natten. I år ska forskarna täcka fönster med en solfångande film på en av byggnaderna på Chalmersområdet. Molekylen som sparar solenergin är då i fast form. När solen slutar skina avger molekylerna värme i 6–8 timmar. Förutom på byggnader skulle filmen kunna användas på exempelvis bilfönster för att hålla värmen ute heta dagar.

Det syntetiska ämne som Kasper Moth-Poulsen arbetar med heter norbornadien, som förvandlas till quadricyclan när det absorberar ljus. De båda ämnena är isomerer, det vill säga de består av samma atomer men i olika struktur.

Måste bli billigare än fossil energi

Den specialdesignade variant som Chalmersforskarna utvecklat består av de vanliga ämnena kol, väte och kväve. De har även tagit fram en tillverkningsmetod som inte kräver några dyra metaller.

Kasper Moth-Poulsen hoppas nu hitta pengar för att föra ut tekniken på marknaden. Några av utmaningarna som återstår är att öka koncentrationen av molekylen i filmen och få ned priset.

– Det räcker inte att tekniken är utsläppsfri och förnybar, den måste också vara billigare än fossil energi. Det är det svåra men vi gör vad vi kan för att lyckas med det.