Jiayin Yuan. Foto: Markus Marcetic © Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse Kungl. Vetenskapsakademien
Jiayin Yuan. Foto: Markus Marcetic © Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse Kungl. Vetenskapsakademien


I aktivt kol finns porer som kan vara allt ifrån ett par nanometer till 1 000 nanometer i diameter, där exempelvis fett- och luktpartiklar från matos kan fastna. De minimala porerna gör att materialet får en extremt stor yta, vilket ger kolfilter deras höga kapacitet.

Jiayin Yuan vid Clarkson University, New York, utvecklar metoder för att framställa nya former av kolmembran, porösa heterodopade gradientkolmembran, med en mer precis struktur och storlek på porerna. Genom att införa olika atomer, som kväve, svavel eller bor, i de nanoporösa membranen ska han också skräddarsy dem för speciella funktioner.

– Porösa kol har varit ett av mina senaste forskningsämnen. Det är framförallt ett tvärvetenskapligt ämne som sammanfogar den nuvarande forskningsvågen av porösa kolatomer med modern membranteknik, ett klassiskt exempel som kombinerar grundläggande vetenskap med avancerad materialteknik, säger Jiayin Yuan. 

Ett långsiktigt mål inom projektet är att med hjälp av porösa kolmembran kunna omvandla koldioxid till myrsyra, som bland annat kan användas som miljövänligt bränsle i bränsleceller. Ett annat mål är att designa ett membran som kan dra nytta av en saltgradient i vatten, exempelvis där flodvatten möter havsvatten, för att framställa energi, så kallad blå energi. Som Wallenberg Academy Fellow kommer Jiayin Yuan flytta sin verksamhet till Institutionen för material- och miljökemi, Stockholms universitet.

– Vi hoppas att den forskning som Wallenberg Academy Fellows finansierar under de närmaste fem åren kommer att fördjupa vår förståelse för relationen struktur-egenskap-funktion i membranet och att vi kan tillämpa sådan kunskap för att bygga upp prototypenergiapparater som överträffar de toppmoderna.