25 nya projekt ska bidra till framtidens energisystem

Grundforskning kan ge värdefulla insikter inom olika områden. Nu har energimyndigheten beviljat 122 miljoner till 25 olika projekt inom energiriktad grundforskning.

Ett projekt ska studera järnbaserade material som möjliggör framställning av solbränsle i stor skala. Ett annat ska analysera institutionella och ideologiska förutsättningar för en storskalig omställning av energisystemet.

– Forskningen är viktig när det kommer till att ge viktiga kunskaper och nya vetenskapliga perspektiv. Vi behöver fler forskare inom energi- och klimatområdet för att nå klimatmålen, säger Fredrik Brändström, programansvarig på Energimyndigheten.

Projekten inom energiriktad grundforskning spänner över ett brett fält av energifrågor. Ett område är genusanalys med fokus på män i energisektorn. Andra projekt som fått stöd handlar om nanoforskning med tillämpningar inom solceller, batterier, belysning och biologisk forskning som kan leda till nya förnybara drivmedel.

Nu kan du söka finansiering i ny utlysning

Energimyndigheten har finansierat grundforskningsprojekt inom energiområdet sedan 2006 och utlysningarna genomförs i samverkan med Vetenskapsrådet. Nu finns en ny utlysning öppen ”Nyfikenhetsdriven forskning för ett hållbart energisystem”. Utlysningen välkomnar projekt inom naturvetenskap och teknikvetenskap och samhällsvetenskap och humaniora.

Projekten måste ha en hög vetenskaplig kvalitet och på sikt ha potential att bidra med ny kunskap, ökad förståelse eller nya lösningar för att möta avgörande utmaningar rörande framtida energisystem och bidra till:

  • ett helt förnybart energisystem,
  • ett resurseffektivt samhälle,
  • ett flexibelt och robust energisystem,
  • samspel i energisystemet.

Läs mer om de beviljade projekten:

Förnybar produktion av isopren från CO2 med hjälp av cyanobakterier

Målet för detta projekt är att etablera sol-driven produktion av förnybara kolbaserade bränslen från koldioxid och vatten, katalyserat av fotosyntetiska cyanobakterier. Ett sådant system kommer att bidra till ett hållbart energisystem på flera sätt. Bränslet är koldioxid-neutralt och ersätter fossila bränslen, vilket bidrar till att motverka global uppvärmning. Det skulle också bidra till ett robust och flexibelt energisystem genom att tillhandahålla ett sätt att lagra solenergi i form av bränsle. För att förverkliga ett sådant system ska genteknik användas för att förändra metabolismen hos cellerna.

Stödmottager: Uppsala universitet
Projektledare: Pia Lindberg

Vätes inverkan på korrosion av legeringar för SOFCs bipoläraplattor

Projektet syftar till att undersöka hur vattenånga och väte påverkar korrosions-egenskaperna hos rostfria stål som används som bipolära plattor hos stackar i fastoxidbränsleceller (SOFC)- och fastoxidelektrolysörer (SOEC). Projektet ska fokusera på fenomen som gör att korrosionshastigheten skiljer sig åt på ömse sidor av den bipolära plattan och ger upphov till livstidsbegränsade faktor i systemet. Energimyndigheten bedömer att projektet möter programmets mål då fastoxidbränsleceller har hög el- och totalverkningsgrad och kan bidra till reducerad energianvändning jämfört med en konventionell förbränningsprocess samtidigt som förnybara bränslen som biogas och vätgas kan användas.

Stödmottager: Chalmers tekniska högskola
Projektledare: Jan-Erik Svensson

Hållbar bränsleproduktion med (foto)katoder baserad på metallorganiska ramverksföreningar

Projektet syftar till att studera en ny typ av material baserade på MOF (metallorganiskt ramverk) för att gynna elektrokatalytiska reaktioner för bränsleomvandling. Projektet avser att studera frågor vad beträffar materialens laddnings- och jontransportegenskaper. Energimyndigheten bedömer att projektet möter programmets mål om helt förnybart energisystem och ett resurseffektivt samhälle, då projektet på lång sikt har potential att bidra till utvecklingen av ett vätgassamhälle.

Stödmottager: Uppsala universitet
Projektledare: Sascha Ott

 

Optimal design av lättviktskonstruktioner

Projektets syfte är att utveckla en beräkningsmetod för att kunna reducera vikten hos fordon och farkoster som även inkluderar dynamiska effekter vilket möjliggör design av lättviktskonstruktioner som även kan absorbera stora energimängder vid till exempel en krock. Energimyndigheten bedömer att projektet skulle kunna leda till stora energibesparingar vid drift samt energibesparingar i hela livscykeln.

Stödmottager: Lunds universitet
Projektledare: Mathias Wallin

Mekanismer som påverkar långtidsstabilitet i högeffektiva tunnfilmssolceller

Projektet rör långtidsstabilitet för tunnfilmssolceller baserade på Cu(In,Ga)Se2 (CIGS). Utvecklingen av CIGS mot ännu högre verkningsgrad sker genom användning av alkali-metaller, legering av CIGS-materialet och nya kontaktmaterial och konfigurationer. Projektet syftar till att studera vilket sätt de nya ämnena och materialkombinationerna påverkar mekanismer med koppling till stabilitet.

Stödmottagare: Uppsala universitet
Projektledare: Charlotte Platzer Björkman

Fastfas hybridelektrolyter och dess samverkan med elektroder

Projektansökan baseras på ett nytt angreppssätt för energilagring genom använda multifunktionella elektrolytsystem baserade på konceptet polymerisationsinducerad fasseparation. Mekaniskt robusta elektrolyter som även har god jonledningsförmåga kan då skapas. Kombinationen av dessa elektrolyter med multifunktionella elektroder som även tillför andra egenskaper, exempelvis kolfibrer möjliggör skapandet av batterier med signifikant förbättrade egenskaper mätt per vikt batteri mätt ur ett systemperspektiv.

Stödmottagare: Kungliga Tekniska högskolan
Projektledare: Mats K G Johansson

Självmontering av 2D heterostrukturer från vatten, för nästa generations Li-jon batterier

Detta projekt syftar till att använda molekylär självmontering av två-dimensionella (2D) material från vatten (som är ogiftig) för att bygga nya batteristrukturer. Dessa 2D material staplas ovanpå varandra genom självmonteringsprocesser, i tusentals lager, och formar därmed så kallade ”2D heterostrukturer”. Då 2D ytan är helt tillgänglig för joner så kan upp och urladdning ske fortare. Samtidigt är 2D heterostrukturer optimalt packade och leder därmed till hög volymetrisk energitäthet, och längre livstid.

Stödmottagare: Kungliga Tekniska högskolan
Projektledare: Mahiar Max Hamedi

Dissocierande gas för effektivt tillvaratagande av spillvärme av låg temperatur

Projektet syftar till att möjliggöra effektiv återvinning av värme från värmekällor vid låg temperatur. Återvinningsprocessen bygger på kemiska reaktioner för att intensifiera värmeväxlingen och möjliggöra effektivare tillvaratagande av värme. De vetenskapliga utmaningarna är kopplade till att kombinera turbulens, värmeöverföring och kemiska dissociationsreaktioner. Arbetet leder till ökade möjligheter att modellera och förstå samspelet mellan turbulent värmeöverföring och gasfas/katalytiska reaktioner vid låga temperaturer.

Stödmottagare: Kungliga Tekniska högskolan
Projektledare: Christophe Duwig

Värmeledning och phonontransport hos biobaserade nanokompositer

Målet med projektet är att utveckla en fundamental förståelse av värmeledningen hos termiskt isolerande biobaserade nanokompositer. Energimyndigheten bedömer att projektet kan bidra till ett långsiktigt hållbart energisystem och ett resurseffektivt samhälle, genom framtagning av nya superisolerande material.

Stödmottagare: Stockholms universitet
Projektledare: Lennart Bergström

Gröna baskemikalier

Projektets mål är ökad kunskap om katalytisk förädling av billig biomassa till gröna bulkkemikalier för att stödja en hållbar kemisk produktion av flertalet mer komplexa kemikalier och material. Ett lyckat projekt bedöms har potential att bidra till ett mer resurseffektivt samhälle.

Stödmottagare: Chalmers tekniska högskola
Projektledare: Per-Anders Carlsson

Solbränslen från ljusabsorberande halvledare med molekylära katalysatorer. Mekanistiska studier för att vägleda rationell design.

Förnybara bränslen har potential att på sikt ersätta fossila bränslen. Trots tidigare forskning för detta ändamål återstår dock mycket för att i slutändan uppnå en effektiv process. Projektets idé är att kombinera ljusabsorberande halvledare med molekylära katalysatorer, vilka har potentialen att ge en bättre effektivitet och selektivitet. Projektet bedöms ha god genomförbarhet, med bland annat god kompetens i projektgruppen, och vidare bedöms projektet i hög utsträckning kunna bidra till ett helt förnybart samt flexibelt och robust energisystem.

Stödmottagare: Uppsala universitet
Projektledare: Leif Hammarström

Utforskande av naturens platina

Projektet syftar till att undersöka enzymer (hydrogenaser) från syretåliga extremofila organismer för teknisk vätgasproduktion. Energimyndigheten bedömer att projektet har potential att bidra till ett helt förnybart energisystem, samspel i energisystemet, ett resurseffektivt samhälle och ett flexibelt och robust energisystem.

Stödmottagare: Uppsala universitet
Projektledare: Gustav Berggren

Grafen-Diamant kraftelektronik

Detta projekt går ut på att tillverka super effektiva komponenter för kraftelektronik baserade på ett unikt kol-kol halvledarmaterial koncept nämligen en fusion mellan grafen (C) och diamant (C). Kraftelektronik baserad på material med extrema bandgap förväntas både att minska förluster och minska eldistributionssystemens totala kostnader på grund av dessa materials förmåga att fungera vid högre spänningar än kisel- och kiselkarbid-baserad teknologi.

Stödmottagare: Uppsala universitet
Projektledare: Jan Isberg

Nya OLED material och design för vit belysningstillämpning baserad på spin management-koncept

Projektet syftar till att tillhandahålla nya material och strukturell design för nästa generations organiska lysdioder (OLEDs) för vit belysningstillämpning. Tre nya material / molekylärklass potential för nästa generationens OLEDs ska studeras: 1) Termiskt aktiverad fördröjd fluorescens (TADF) 2) Rotations assisterad spin-sublevels Inversion (RASI) och 3) Doublet-emittrar. Projektet har god internationell samverkar och vid goda resultat bedöms projektet kunna bidra i hög grad till ett mer resurseffektivt samhälle.

Stödmottagare: Linköpings universitet
Projektledare: Yuttapoom Puttisong

Gränsskikt för hållbara lösningsbaserade solceller

Lösningsbaserade polymersolceller (PSC) har starkt konkurrenskraftiga tillverkningskostnader och potentiellt kortare “energy payback time” än vilken annan solcellsteknologi som helst. Dessa fördelar måste dock förenas med en tillräcklig bra hållbarhet. Det aktuella grundforskningsprojektet syftar till att reda ut degraderingsmekanismerna som begränsar de främsta polymersolcellernas livslängd, och att använda den kunskapen som riktlinjer för utvecklingen av nya solcellsstrukturer med ökad funktionslivslängd. Projektets resultat kommer att vara relevanta för alla lösningsbaserade solceller.

Stödmottagare: Karlstads universitet
Projektledare: Ellen Moons

Innovativa legeringsnanopartiklar som bränslecellskatalysatorer för att möjliggöra ett hållbart energisystem

Nya tekniker ska utvecklas för att tillverka legeringsnanopartiklar av platina och sällsynta jordartmetaller och lantanoider, som ska använda som katalysator i polymera elektrolytmembranbränsleceller (PEMFC). De nya materialen bedöms av energimyndigheten att kunna minska mängden platina som krävs i dagens PEMFC, vilket kommer att leda till ett mer hållbart resursbehov.

Stödmottagare: Chalmers tekniska högskola
Projektledare: Björn Wickman

Strömningsmekanik och kontroll av stora vindkraftparker

Det föreslagna projektet syftar till att förstå energiöverföringen mellan den fria vinden och luftflödet inuti parken genom att studera regionen ovanför en stor vindkraftpark i ett vindtunnelexperiment. Till skillnad från tidigare försök, kommer turbinerna att behandlas som interaktiva element, och kommer att utnyttjas för att öka den turbulenta omblandningen i parken och därmed energiproduktionen. Numeriska simuleringar kommer också att utföras för att komplettera och validera de experimentella observationerna.

Stödmottagare: Kungliga Tekniska högskolan
Projektledare: Antonio Segalini 

Stabila nickelrika Li[NiMnCo]O2 elektroder för vattenbaserad NMP-fri tillverkningsprocess

Projektet är ett samarbete mellan ett forskarteam vid Uppsala Universitet, med expertis i avancerad karaktärisering av batterimaterial, och Northvolt, tillverkare av batterier, i vilken man avser att identifiera mekanismen för Li[NiMnCo]O2 degradering vid exponering för vatten för att sedan utveckla ett kemiskt skydd i form av olika ytbeläggningar. Projektet kommer därför bidra till en förbättrad resursanvändning och tillverkning av laddningsbara batterier.

Stödmottagare: Uppsala universitet
Projektledare: William Brant

Att konstruera förbättrad stabilitet och substratbindning i enzymer för effektiv hydrolys eller lignocellullosisk biomassa.

Projektet syftar till att utveckla processtabila enzymer som kan förbättra hydrolysen av biomassan vid biobränslerelaterade processer. Energimyndigheten bedömer att projektet har potential att bidra till ett helt förnybart energisystem, samspel i energisystemet, ett resurseffektivt samhälle och ett flexibelt och robust energisystem.

Stödmottagare: Kungliga Tekniska högskolan
Projektledare: Lauren Sara McKee

Avgörande innovationer för energieffektiva spinn-elektroniska logikkretsar

Projektet handlar om nästa generation av kvantmaterial som kan ge oss nya spinnbaserade logiska komponenter som, tack vare sin “laddningsfria” egenskap, kommer vara 10-100 gånger mer effektiva än konventionella transistorer och utan värmeförluster. Detta kommer bidra till en ny era med lågeffektselektronik, med avgörande lösningar till energiutmaningar.

Stödmottagare: Uppsala universitet
Projektledare: Venkata Kamalakar Mutta

Grön kylning - Magneto-kaloriska effekter i nya intermetalliska faser och dubbel perovskitoxider

Detta projekt ämnar studera magnetokaloriska material för magnetisk kylning som kan öka effektiveten för kylning samt minska på miljöfarliga utsläpp.

Stödmottagare: Stockholms universitet
Projektledare: Anja-Verena Mudring

Tidsupplöst spektroskopi på proton- och hydridjon-ledande perovskiter

Detta projekt ämnar att studera protonledare för bränsleceller som ska ha en tänkt arbetstemperatur 200-500 grader Celcius, vilket innebär ett mellansteg mellan låga och höga temperaturer vilket på sikt skulle kunna möjliggöra enklare implementering av denna teknologi i bland annat fordonssektorn.

Stödmottagare: Chalmers tekniska högskola
Projektledare: Maths Karlsson

Effektiv kombinatorisk design av mjukmagnetiska metallglas för additiv tillverkning

Syftet med projektet är att genom materialstudier designa nya mjukmagnetsiska material med lämpliga egenskaper för att skrivas ut med additativa tillverkningsmetoder till elektriska motorer. Energimyndigheten bedömer att projektet kan bidra till energieffektivisering av laddbara fordon vilket är ett prioriterat forskningsområde. Vidare bedömer Energimyndigheten att projektet bidrar till ett resurseffektivt samhälle genom additiva tillverkningsmetoden.

Stödmottagare: Uppsala universitet
Projektledare: Petra Jönsson

Höghastighetståg i det svenska energilandskapet – Institutionella och ideologiska förutsättningar för en storskalig omställning av energisystemet

Projektets övergripande syfte är att med höghastighetståg som fall identifiera ideologiska och institutionella förutsättningar och hinder för storskaliga satsningar på transportinfrastruktur som del av en långsiktig vision om ett fossilfritt energisystem. Genom att analysera den utdragna planeringen av höghastighetståg och genom en internationell jämförelse ska projektet skapa kunskap kring barriärernas institutionella och ideologiska karaktär, och i vilken utsträckning barriärerna är unika för transportsystemet. Energimyndigheten bedömer att projektet har potential att bidra med ny kunskap genom att utföra en välgrundad analys och kritisk granskning av hantering av transportsektorns infrastruktursystem med fokus på järnvägen i Sverige.

Stödmottagare: Linköpings universitet
Projektledare: Simon Haikola

Järnbaserade material möjliggör framställning av solbränsle i stor skala

Detta projekt ämnar att studera möjliggörandet av framtagning vätgas (solbränsle) med hjälp av järnbaserade material.

Stödmottagare: Lunds universitet
Projektledare: Kenneth Wärnmark