Samhällets behov av hållbara, effektiva och pålitliga energikällor ökar snabbt. En växande befolkning, mer välstånd, klimatförändringar och globalisering har gjort energiförsörjningen till en av vår tids största utmaningar.
– Vi vill hitta mer effektiva sätt att använda batterier, solenergi och magnetiska material. Det finns ett tydligt behov av att få mer information om hur olika processer fungerar på detaljnivå, säger Elizabeth Blackburn, professor inom synkrotronforskning vid fysiska institutionen vid Lunds universitet, och ansvarig för forskningssatsningen.
Forskningsatsningen, som är organiserat i ett tema, är placerat vid institutet LINXS, Lund Institute of advanced Neutron and X-ray Science och pågår till 2023. Forskarna kommer att arbeta med fem områden som alla har stor betydelse för att öka samhällets hållbarhet: magnetiska material, laddningsöverföringsmaterial (som exempelvis batterier), processer för att lagra solenergi, katalys (ämnen som underlättar kemiska eller fysikaliska processer utan att förgöras eller tillföra energi i processen) och nanomaterial.
Synkrotronröntgen och neutroner kan ge fördjupade svar
Med synkrotronröntgen- och neutrontekniker vill temat utveckla grundforskningen inom dessa områden och ta fram fördjupad kunskap om hur material och processer ser ut på atom- och molekylnivå.
– Material- och energiforskning pågår över hela världen. Vad vi vill göra är att titta på områden där många forskare skulle kunna dra nytta av mer information om hur processer fungerar eller hur materialen beter sig, säger Elizabeth Blackburn.
Forskarna vill exempelvis utforska hur tekniker som röntgen- eller neutron-avbildning och -spridning kan användas för att få mer information om de kemiska och strukturella processer som sker när batterier lagrar energi: vad händer egentligen under själva lagringsmomentet? Teknikerna kan också ge mer information om katalysatorers funktion med målsättningen att göra dem mer effektiva för att exempelvis kunna omvandla solenergi till bränsle eller göra den mer koncentrerad.
– Mer ingående kunskap och en större förståelse för funktioner och processer kan bidra till ett kunskapslyft inom mer tillämpade forskningsområden, där man testar nya applikationer som exempelvis solceller.
Skapa nätverk och forskargrupper
En annan målsättning med forskningstemat är att skapa internationella nätverk och forskargrupper - med ett tvärvetenskapligt fokus.
– LINXS ger oss möjligheten att samla forskare från olika delar av världen och inom olika discipliner. Vi kommer att arbeta i olika grupper som själva kan bygga nätverk och driva aktiviteter och workshops.
Sist men inte minst, hoppas Elizabeth Blackburn att temat kan bidra till att ta fram protokoll och vägledningar för hur olika tekniker, särskilt röntgen- och neutrontekniker, bäst kan användas inom material-och energiområdet – eftersom det fortfarande finns många luckor i just tillämpning och användning.
– Idag kanske många forskare avstår från att använda de tekniker som faktiskt finns, av okunskap eller andra anledningar. Om vi kan hjälpa forskare att hitta in och välja rätt teknik, har vi kommit väldigt långt, avslutar Elizabeth Blackburn.
