Raketforskning i kemi

Jan van Stam, professor i fysikalisk kemi

Rymdstyrelsen beviljar ytterligare bidrag till solcellsforskningen vid Karlstads universitet. Senare i år kommer forskargruppen i kemi och materialfysik utföra experiment under mikrogravitation vid parabelflygningar i Bordeaux, Frankrike. Syftet är studera hur strukturen av det aktiva lagret på solcellen bildas.

- Vi är mycket glada över att Rymdstyrelsen fortsätter satsa på vår forskning, säger Jan van Stam, professor i fysikalisk kemi vid Karlstads universitet. Vi har även godkänts av ESA, European Space Agency, om att få göra våra nya experiment under parabelflygningar under 2022. Detta bekräftar att vi står oss väl i den hårda konkurrensen och att vi på Karlstads universitet bedriver forskning av internationell betydelse.

Vid Karlstads universitet bedrivs sedan flera år forskning om polymera solceller. I det nu beviljade projektet handlar det om studier av solcellens aktiva lager, det lager där solljuset omsätts till elektricitet. Den här gången kommer man att titta på molekyler i två olika polymermaterial och testa nya mer miljövänliga lösningsmedel.

- I vårt nya projekt kommer vi, förutom experiment i viktlöst tillstånd i flygplan, även utföra experiment i en obemannad raket, säger Jan van Stam. Det experimentet, preliminärt till sommaren 2023, kommer att ge oss möjlighet till mikrogravitation under flera minuter i stället för under cirka en halv minut som vi får på flygplanen. Det betyder att vi kan utföra mer avancerade experiment, som förhoppningsvis kommer att ge oss tydligare svar på frågor runt strukturbildningen. För att kunna genomföra raketexperimenten håller vi just nu på med att utveckla en ny experimentuppställning, med vilket vi studerar övergången från lösning till den fasta, tunna, filmen som utgör solcellens aktiva lager. När man tar bort gravitationen går fas-separationen, det är när de lösta ämnena separeras från varandra, långsammare och det är då möjligt att studera hur materialets struktur förändras mer i detalj. Att kunna förstå och styra den processen gör det möjligt att optimera polymera solcellers funktion.

Parabelflygning
För att få tillgång till parabelflygningsmiljön krävs att projektet blir vetenskapligt godkänt och att man säkrat finansieringen. Vid Novespace anläggning i franska Bordeaux genomförs flygningar två gånger om året på uppdrag av ESA, den europeiska motsvarigheten till NASA, och flera forskningsteam från olika länder är då med.

Flygningarna går till så att man gör en brant stigning med planet, därefter försätter man planet i fritt fall och då blir gravitationen nära noll för en kort stund. Under den tiden kan experimentet genomföras utan påverkan av gravitationen. Den här metoden används oftast inom forskning i biologi, fysik och medicin, men är mindre vanlig inom forskning i kemi.

De vetenskapliga frågeställningarna i det beviljade projektet är också centrala i det av Karlstads universitet ledda SOLA-konsortiet, finansierat av Knut och Alice Wallenbergs stiftelse.

Rymdstyrelsen finansierar
Forskningen vid Karlstads universitet beviljas 5 miljoner kronor under tre år. Rymdstyrelsen är en central förvaltningsmyndighet under Utbildningsdepartementet med ansvar för statligt finansierad nationell och internationell rymdverksamhet i Sverige. Rymdstyrelsen är även kontaktorgan för internationellt rymdsamarbete.

För mera information kontakta Jan van Stam, professor i fysikalisk kemi vid Karlstads universitet på tel 0708 196 561 eller jan.van.stam@kau.se.