Nanoteknologi ved UiO

Forskere innen fysikk og kjemi ved Universitetet i Oslo jobber sammen i det tverrfaglige Senter for materialvitenskap og nanoteknologi (SMN) med forskning på solceller, hydrogenteknologi, batterier og katalyse. Internasjonale evalueringer har gjentatte ganger betegnet disse forskningsgruppene som verdensledende innenfor de nevnte temaene. Prosjektene som presenteres under viser kun en del av en stor og tung aktivitet fokusert på vårt samfunns største utfordring.

Nano i litiumbatterier

Ved UiO forskes det på hvordan man kan lage lettere, mer effektive og samtidig miljøvennlige batterier. Målet skal nås ved å bruke nye funksjonelle materialer og utnytte disse som supertynne nanomaterialer. Dagens batterier i elektriske biler er fremdeles svært tunge og har begrenset kapasitet. De tar lang tid å lade og fungerer trått når vinterkulden setter inn, og i tillegg har de begrenset holdbarhet. Bilen bruker store deler av energien til å frakte batteriet. En ny generasjon bilbatterier, litiumsbatteriene, har nå sett dagens lys. Disse er lettere, tar mindre plass og har mye større energitetthet. Litiumbatteriene vil kunne revolusjonere bilsektoren, men utviklingen slutter ikke med dem. Det søkes etter enda bedre materialer som kan gjøre el-bilen til et reelt alternativ for enhver familie.

Verdensledende på solceller

For å redusere verdens enorme CO2-utslipp er det nødvendig å erstatte bruken av fossile ressurser med fornybare energikilder. Dagens solceller laget av silisium utnytter bare seksten til atten prosent av sollyset fordi de kun utnytter lys innenfor et lite energiområde. Det finnes andre materialer som gir mer effektive solceller. De kan utnytte opptil 40 prosent av sollyset, men består av grunnstoffer som er for sjeldne til at de kan bli lønnsomme i stor skala. Utfordringen er å utnytte større deler av energien til sollyset. Våre forskere utvikler nye typer solceller som skal fange opp tre til fire ganger mer energi enn hva som er på markedet i dag. For å løse dette brukes nanoteknologi til å lage komplekse lagdelte solceller basert på nanomaterialer.

Studenter for fremtidens utfordringer

For å løse utfordringer trengs det kloke hoder med rett bakgrunn. Det holder ikke å være kjemiker eller fysiker, man må være skolert i alt. Dette har UiO tatt konsekvensen av i studieprogrammet Materialer, energi og nanoteknologi (MENA) hvor studentene blir skolert av både fysikere og kjemikere innen det siste av nanoteknologi. Studentene kommer tidlig i kontakt med forskningsgruppene hvor de blir trent i å være forskere på felt som stadig er i utvikling.

Rensing av drikkevann – fremtidens forskning

Mangelen på rent drikkevann er en av verdens store utfordringer. Nå har forskere ved UiO fått ideen til hvordan bakterier i drikkevann kan drepe, ganske enkelt ved å la vannet sildre over titanoksid. Og det geniale er at sollyset er den eneste energikilden. Når sollyset treffer titanoksidets overflate, skjer en fotokjemisk reaksjon. Det dannes et bakteriedrepende stoff som kalles peroksid. Stoffet er ustabilt og brytes raskt ned til oksygen og vann, og det er energien som frigjøres her som tar knekken på bakteriene. For å forstå prosessen som skaper det bakteriedrepende stoffet, er forskerne nødt til å studere det som skjer på overflaten. Forskerne er dermed nede i nanometerskala nok en gang. Det er mer enn nok titanoksid i verden til å dekke behovet for vannrensingsanlegg. Forskere ved UiO mener derfor at dette er en spennende idé som det er verdt å satse på.