Nya riktlinjer för rapportering kan påskynda utveckling av fotokatalytisk vätgasproduktion

Fotokatalytisk vätgasproduktion kan spela en stor roll för framtidens industrier och bidra till omställningen till ett hållbart energisystem. Idag finns ingen standard för hur man utvärdera prestandan hos de mest lovande materialen för fotokatalytisk vätgasproduktion. Nu har forskare vid Chalmers tekniska högskola tagit fram ett koncept med för rapportering av forskningsresultat från som möjliggör jämförelser av materialen.

Alexandre Holmes och Ergang Wang, forskarna bakom de nya riktlinjerna för hur man utvärderar prestanda hos material för fotokatalystisk vätgasproduktion. Foto: Hanna Magnusson och Anna-Lena Lundqvist

Vätgas är en effektiv energibärare som kan användas för att lagra stora mängder energi under lång tid. Vätgas kan också användas som bränsle och som råvara inom olika industrier, bland annat vid tillverkning av ammoniak, cement och stål.

I vätgasbränsleceller är vatten den enda restprodukten, vilket gör att vätgas spelar en viktig roll i omställningen till förnybara energikällor. I dag är dock den globala vätgasproduktionen fortfarande till största del beroende av fossila bränslen.

– Att kunna producera vätgas med hjälp av solens strålar, genom så kallad fotokatalys, är ett alternativ med enorm potential. För att tekniken ska användas i industriell skala måste den vara kostnadseffektiv, säger Alexandre Holmes, postdoktor i professor Ergang Wangs forskargrupp på institutionen för kemi och kemiteknik vid Chalmers.

Hur väljer man det mest effektiva materialet?

Det material man väljer som fotokatalysator har stor betydelse för hur effektiv produktionen är – och hur stora kostnaderna blir. Ergang Wangs grupp undersöker bland annat hur vätgas kan tillverkas från solenergi utan att använda den dyra ädelmetallen platina. I en studie från januari 2026 visade forskarna i stället hur nanopartiklar av elektriskt ledande plast i vatten framgångsrikt kan fungera som fotokatalysatorer.

– Det finns ett intresse hos industrin att investera i utveckling av den här teknologin, då produktion på plats kan minska kostnader drastiskt. Utvecklingen av nya fotokatalysatorer är därför en viktig del av forskningen inom ämnet. Men den stora frågan kvarstår: vilket material är mest effektivt och samtidigt billigast? Hittills har detta varit svårt att svara på. Det är fortfarande en utmaning att reproducera och jämföra resultat från andra forskargrupper på grund av att vi inte har tydliga riktlinjer för hur fotokatalytisk prestanda ska rapporteras, säger Alexandre Holmes.

Viktiga parametrar redovisas inte

Det finns idag inga standardiserade kriterier för hur man utvärderar prestanda hos de material som används i fotokatalysexperiment i olika forskarlabb.

– Viktiga parametrar, som den yta som exponeras för ljus, vilket är en central faktor i den fotokatalytiska processen, redovisas oftast inte i vetenskapliga publikationer. Det leder till bristande reproducerbarhet och gör det svårt, om inte omöjligt, både för forskare och industrin att fatta välgrundade beslut om vilka material som har bäst potential, säger Alexandre Holmes.

Har utvecklat tydliga riktlinjer för rapportering

För att komma till rätta med problemet har Chalmersforskarna utvecklat ett koncept som består av tydliga riktlinjer för rapportering samt standardiserade mätetal för prestanda (se faktaruta nedan).

– Under lång tid har vi diskuterat hur man kan hitta ett rättvist sätt att mäta och jämföra fotokatalysatorers prestanda. Det är en svår men viktig utmaning. Med det arbete vi har gjort kan vi nu föreslå ett tydligare koncept för jämförelse och utvärdering som gör resultaten lättare att jämföra och kan bidra till att påskynda utvecklingen av fotokatalytisk vätgasproduktion, säger Ergang Wang.

Läs den vetenskapliga publikationen

Läs artikeln i ACS Energy Letters: Toward Standardized and Comparable Reporting for Sacrificial Photocatalytic Hydrogen Evolution

Full transparens kring experimentella parametrar måste säkerställas för att möjliggöra tydlig reproducerbarhet och en rättvis utvärdering av resultaten.
Fotokatalysatorers prestanda kan jämföras mer rättvist genom att mäta hur mycket vätgas som produceras i förhållande till både mängden fotokatalysator som används och den ljusexponerade ytan.
Måttet sol-till-kemisk energiomvandling (solar-to-chemical conversion) anger hur stor andel av den infallande ljusenergin som omvandlas till kemisk energi lagrad i vätgas.