Gå till innehållet. Gå till navigation

Miljöportalen

Sektioner
solceller

Nanoteknik i miljöns tjänst

Nanoteknik går att använda för att konstruera bättre solceller, för att framställa och lagra vätgas, förgasa kol och biomassa. Den kommer att få stor betydelse för att utveckla solvärme, för energieffektivisering, och används redan i katalysatorer för att rena utsläpp. Tekniken kan användas i bränsleceller, batterier, termoelektronik, koldioxidfixering, sensorer och smarta fönster.

Ritar man kurvor över BNP per capita och energi per capita så sammanfaller de nästan. Större inkomster kräver mer energi. Denna kurva måste brytas om vi ska klara klimathot, energiförsörjning och miljö i framtiden. Även här kan nanotekniken erbjuda lösningen. Energi är också ett av nanoteknikens viktigaste forskningsfält. Men hittills har systemeffektivisering gått hand i hand med ökad konsumtion av saker. Besparingarna i material och energi äts upp av större förbrukning.

Det finns forskare som talar om en tiodubblad energieffektivitet med nanoteknologi, medan de mer pessimistiska nöjer sig med att hoppas på en fyrdubbling. Att som idag använda 1500 kg stålplåt för att frakta 80 kg människa är inte rimligt. Med nanoteknologi går det att framställa material med samma styrka och säkerhet men en bråkdel så tungt.
Nanotekniken kommer att bli helt ovärderlig för solenergiteknik. Det går att härma naturens fotosyntes på ett fem nanometer tjockt cellmembran där solljuset exciterar elektroner till en högre energinivå vilket alstrar ström. En av de största bristerna med dagens solenergi är att sommarens överskott inte går att spara till vintern, då energin verkligen behövs. Energin kan användas för att dela vatten i vät- och syrgas, och lagra solenergin som vätgas i metallhydrid. Det går att göra med runt tio procents verkningsgrad, vilket är tillräckligt bra för att få företag att satsa pengar.

På avgasröret

Bilkatalysatorer är nanoteknik. Katalysatorn består av partiklar i nanostorlek på en keramisk yta stor som en fotbollsplan, hopvecklad för att rymmas i den plåtburk som syns på avgasröret. Den stora ytan gör att bilavgaserna inte kan undgå att komma i kontakt med katalysatorn. Giftig kolmonoxid slår sig samman med syre till oskadlig koldioxid (som fortfarande är en växthusgas vilket man inte kommer ifrån), försurande kväveoxider reagerar med syre till kvävgas, giftiga kolväten blir tillsammans med syre koldioxid och vatten.  

Sedan datorernas begynnelse har kapaciteten fördubblats vartannat år eller oftare. Idag ryms hundra miljoner transistorer per kvadrattum och det finns transistorer så små att hundra miljoner ryms på en kvadratcentimeter. Transistorn är datorns minsta beståndsdel, ett slags strömbrytare som släpper igenom ettor eller nollor.
Med dagens teknik kan transistorerna krympa ner till fem nanometer – 100 gånger mindre än idag. För att nå ännu längre krävs tredimensionella konstruktioner, vilket skulle kunna göra kapaciteten hundra eller ända upp till tusen gånger bättre än dagens.
Vanlig elektronik är beroende av strömmar av elektroner. Kan man istället använda elektronernas spinn och låta deras magnetiska nord- och sydpoler representera ettor och nollor kan enskilda elektroner bli användbara. Antingen kan den nuvarande kiselelektroniken krympas extremt eller så kan helt nya typer av komponenter tillverkas.
Man kan tillverka tyger som värmer eller absorberar ljus som alstrar el till mobiltelefonen.  Tyget kan göras smutsavvisande genom molekyler som sticker ut från bomullsfibrerna som spikar, så tätt att vätskedroppar inte kan tränga in emellan. Kaffe och läsk rinner av tyget, men det är lika mjukt som vanlig bomull.
Glasrutor med ett ytskikt av titanoxid sprider regnvattnet istället för att det samlas i droppar. Smutsen rinner bort och fönstren håller sig rena. Den smuts som ändå blir kvar bryts ner av solljusets UV- strålar tillsammans med titanoxiden.

Text: Malin Wahlstedt

Publicerad: 2008-01-29
Senast uppdaterad: 2010-04-21

Navigering