Med en helt ny måde at undersøge graphens egenskaber på, har Søren Ulstrup sandsynliggjort, at det todimensionelle materiale vil kunne revolutionere solcelleindustrien.

Af Filip Graugaard Esmarch

To år før den nordjyske teenager Søren Ulstrup påbegynder sit nanoteknologistudium i Aalborg, har russiske forskere i England gjort en forbløffende opdagelse. Med enkle midler kløver de kulstofkrystallet grafit ned til blot ét enkelt lag af atomer.

”Jeg har gennem hele min studietid været optaget af de nye 2D-materialer, hvoraf graphen var det første, man opdagede. Det virker eksotisk, men man kan godt fremstille et stof, som ikke har nogen tykkelse. Elektronerne bevæger sig i to dimensioner i steder for tre. Dermed ændrer stoffet fuldstændigt egenskaber i forhold til det stof, det kommer af,” fortæller Søren Ulstrup.

Netop da han som 24-årig er færdig som ingeniør i fysik og nanoteknologi fra DTU, har en AU-forskergruppe fået penge til et ph.d.-projekt om graphen. For Søren Ulstrup indebærer det en usædvanlig omstilling fra teoretisk til eksperimentel fysik.

”Det er to vidt forskellige måder at arbejde på. I et laboratorium opdager man ting, og det har egentlig altid fascineret mig. Så jeg greb min sidste chance for at lave sådan et større skifte,” forklarer den i dag 27-årige forsker.

ET VIDUNDERSTOF

Med sine studier af graphen har Søren Ulstrup blandt andet vist, hvordan man kan manipulere med stoffets elektroniske egenskaber og dets kvalitet i selve fremstillingsprocessen. Og disse faktorer er da også helt afgørende.

”Graphen af høj kvalitet har nogle helt vidunderlige egenskaber, som man ønsker at anvende i kombination med andre materialer. Det kan bruges til forstærkning af overflader og som rustbeskyttelse, men på grund af dets evne til at lede strøm og varme er det ikke mindst relevant for elektroniske komponenter og for energilagring i eksempelvis solceller,” siger han.

Et af Søren Ulstrups mest opsigtsvækkende fund ser ud til at kunne få stor betydning for fremstillingen af netop solceller:

HØSTER ELEKTRONENERGI

”Vi udsatte graphenen for nogle ultrahurtige laserpulser. Og det viste sig, at vi med laserlyset kunne bringe mange af materialets elektroner ud af deres grundtilstand. Den energi, de frie elektroner skaber inde i graphenen, vil kunne ’høstes’ i en solcelle,” lyder det fra Søren Ulstrup.

Konsekvensen er, at en graphen-baseret solcelle har potentialet til at være ekstremt effektiv. Om det virker i praksis, må tiden vise. Men den internationale opmærksomhed om Søren Ulstrups resultat er uomtvistelig – og han overlader det gerne til andre at bygge selve solcellen.

 ”Min forskning går ud på at undersøge de helt fundamentale processer. Det gælder også i forhold til at finde andre 2D-materialer med egenskaber, som kombineret med graphen kan vise sig at være fuldstændig mindblowing,” siger forskerstortalentet som eksempel på, hvad han med en prestigefyldt Sapere Aude-bevilling i ryggen beskæftiger sig med i sin nuværende postdoc-stilling i Berkeley, Californien.