KAIVOS- OSAAJA SUPRAJOHDE NOBELISTI ROKOTE - Kemia-lehti

henkilöuutisiaMillennium-palkitut professorituskovat aurinkosähköönTamperelainen HelgeLemmetyinen kehittää materiaalejaorgaanisiin aurinkokennoihin.Aurinko säteilee maahan puolessatoista tunnissasaman määrän energiaa, jonka ihmiskuntakuluttaa vuodessa. Fossiilisten polttoaineidenloppumisen aiheuttama ongelmaon siis ratkaistu, jos pienikin osa auringonsäteistä kyetään ottamaan hyötykäyttöön.Juuri siihen pyrkii Tampereen teknillisenyliopiston professori Helge Lemmetyinen.Hän vetää TTY:n supramolekulaarisen valokemiantutkimusryhmää, joka kehittää orgaanisiamateriaaleja aurinkokennoihin.Tekniikan Akatemia palkitsi Lemmetyisenlokakuussa Millennium-tunnustuspalkinnolla.Tunnustukset myönnettiin huippututkijoilleja kasvuyrityksille, jotka toimivatsamalla alalla Millennium-teknologiapalkinnonvoittajan, aurinkokennoistaan tunnetunMichael Grätzelin kanssa.Lemmetyisen ryhmän kehittämissä orgaanisissakennoissa ovat avainasemassakaksoismolekyylit, joissa elektroneja luovuttavaosa, esimerkiksi porfyriini tai ftalosyaniini,on kiinnitetty kovalenttisestielektroneja vastaanottavan osaan, esimerkiksifullereeniin.Kasvien lehtivihreää muistuttavat porfyriinija ftalosyaniini imevät tehokkaastiauringonvaloa, mikä käynnistää elektroninsiirtoreaktion.”Tärkeä osa tutkimusta on ymmärtää jamallintaa ilmiötasolla, mitä kaksoismolekyylissätapahtuu sen jälkeen, kun se onabsorboinut fotonin. Olemme raportoineetensimmäisenä elektronin luovuttavista javastaanottavista osista muodostuneesta,muutaman pikosekunnin elävästä välitilasta,joka edeltää elektroninsiirtotilaa”, Lemmetyinenkertoo.Tutkijat syntetisoivat molekyylit itse jatutkivat niiden elektroninsiirtoreaktioitaliuoksessa nopealla spektroskopialla. Sittenmolekyylit järjestetään ohuiksi kalvoiksi,joiden toimintaa testataan kennorakenteissa.Ryhmä on parhaimmillaan saavuttanut6,4 prosentin hyötysuhteen. Tavoitteena onnostaa suhde 10 prosenttiin, jolloin kennoolisi taloudellisesti kannattava.Nykyisistä kaupallisista aurinkokennoistalähes kaikki ovat piipohjaisia. Niilläpäästään laboratoriossa jopa 20 prosentinhyötysuhteeseen. Kennojen ongelmaon kuitenkin korkea hinta, sillä piioksidinTTY”Kun tekniikkamme saadaan kehitettyä teollisen tuotannon asteelle, sillä voidaan tuottaakevyitä ja joustaville pinnoille taipuvia aurinkokennoja halvalla ja paljon”, HelgeLemmetyinen lupaa.”Pienen mittakaavanrakenteilla voidaan kehittäätäysin uusia ominaisuuksia.”muokkaaminen alkuainepiiksi on kallista.Grätzel-kennojen valmistaminen on halvempaa,mutta ne taas vaativat toimiakseenelektrolyyttiliuoksen. Lemmetyisen tutkimienkennojen etu on, että ne ovat kokonaankiinteää ainetta.Nanokemian edelläkävijäLemmetyinen innostui molekyylitason ilmiöistäjo vuonna 1979, kun hän kuuli sittemminNobelilla palkitun ranskalaisen kemistinJean-Marie Lehnin esitelmän molekyylirakenteista.”Oivalsin tuolloin, että pienen mittakaa-van rakenteilla voidaan kehittää täysin uusiaominaisuuksia.”Tiivis kansainvälinen tutkimusyhteistyöja luottamustehtävät pitävät professorin jatkuvassaliikkeessä.”Kioto, Osaka, Köln, Göttingen, Teksas”,hän luettelee paikkoja, joista yhteistyökumppaneitaon löytynyt.Suomen Akatemian tieteenala-arvioinnissaLemmetyinen ryhmineen sai kehujamyös muun muassa aktiivisesta julkaisutuotannosta.Kaikkiaan hän on julkaissutlähes 300 tieteellistä artikkelia.”Vapaa-ajallani, siis myöhään iltaisin,luen dekkareita ja suurmiesten ja -naistenelämänkertoja. Jo kymmenen vuotta olenmyös juossut Helsingin ja Berliinin maratonit”,palkittu professori paljastaa.Maija Pohjakallio60 KEMIA 7/2011