För första gången har forskare lyckats skapa ark av guld som endast är ett atomlager tjockt. Materialet har fått namnet guldén. Enligt forskarna från Linköpings universitet får guldet nya egenskaper som kan göra det lämpligt för bland annat koldioxidomvandling, väteproduktion och framställning av värdefulla kemikalier. Resultaten är publicerade i tidskriften Nature Synthesis.

Forskare har länge försökt göra ark av guld som är ett atomlager tjockt men misslyckats på grund av metallens vilja att klumpa ihop sig. Men nu har forskare från Linköpings universitet lyckats tack vare ett hundraårigt recept använt av japanska smeder.

– Om man gör ett material extremt tunt händer något extraordinärt – som med grafen. Samma sak händer med guld. I vanliga fall är guld som bekant en metall, men blir den ett atomlager tjock kan guldet bli en halvledare i stället, säger Shun Kashiwaya, forskare vid avdelningen för materialdesign vid Linköpings universitet.

För att skapa guldén utgick Linköpingsforskarna från ett tredimensionellt grundmaterial där guldet ligger inbäddat mellan lager av titan och kol. Men vägen till guldén har inte varit spikrak. Enlig Lars Hultman, professor i tunnfilmsfysik vid Linköpings universitet, beror en del av framsteget på ett lyckokast. 

– Vi hade skapat grundmaterialet med helt andra tillämpningar i åtanke. Vi började med elektriskt ledande keramik som kallas titankiselkarbid, där kisel ligger i tunna lager. Då var tanken att belägga keramiken med guld för att skapa en kontakt. Men när vi utsatte materialet för hög temperatur blev kisellagret ersatt av guld inuti grundmaterialet, säger Lars Hultman.

Fenomenet kallas interkalation och det forskarna då hade upptäckt var titanguldkarbid. Under flera år har forskarna haft titanguldkarbid utan att veta hur guldet ska kunna ”vaskas fram”. 

Som av en händelse hittade Lars Hultman en metod som använts inom japansk smideskonst i över hundra år. Det kallas Murakamis reagent som etsar bort kolrester och ändrar färgen på stål vid till exempel knivtillverkning. Men det gick inte att använda exakt samma recept som de smederna gjorde. Shun Kashawaya fick testa sig fram:

– Jag prövade olika koncentrationer av Murakamireagensen och olika tidsspann för etsningen. En dag, en vecka, en månad, flera månader. Det vi märkte var att ju lägre koncentrationen var och ju längre tid etsningen pågick desto bättre. Men det räckte ändå inte, säger han.

Etsningen måste också utföras i mörker då cyanid utvecklas i reaktionen när den träffas av ljus och det löser upp guldet. Sista steget var alltså att få guldarken stabila. För att de frilagda tvådimensionella arken inte ska krulla ihop sig tillsattes ett ytaktivt ämne. I detta fall en lång molekyl som separerar och stabiliserar arken, en så kallad tensid.

– Arken med guldén finns i en lösning, lite som cornflakes i mjölk. Med hjälp av en typ av ”håv” kan vi samla upp guldet och undersöka i elektronmikroskop för att bekräfta att vi lyckats. Vilket vi har, säger Shun Kashawaya.

De nya egenskaperna hos guldén beror på att guldet får två fria bindningar när det ligger i två dimensioner. Tack vare det kan framtida tillämpningar innefatta koldixidomvandling,  framställning av värdefulla kemikalier, katalys för att producera vätgas, vattenrening, kommunikation och mycket mer. Dessutom kan mängden guld som används i tillämpningar idag minskas rejält.

Nästa steg för LiU-forskarna är att undersöka om det går att göra likadant med andra ädelmetaller och identifiera fler framtida tillämpningar.

Trots en kall vinter med hög efterfrågan landade det genomsnittliga elpriset för första kvartalet i år på 66 öre per kWh, vilket är 30 öre lägre än motsvarande period 2023. Och trenden med låga priser fortsätter under april månad, enligt Bixias elprisanalytiker Johan Sigvardsson. 

När elprisprognosen för kvartal ett i år, den så kallade elterminen, sattes i slutet av december 2023 förutspåddes ett genomsnittligt pris på 93 öre per kWh. Men trots att delar av Sverige upplevt den kallaste vintern sedan 2013 blev utfallet ändå endast 66 öre per kWh.  

– Den svaga konjunkturen, med lägre bränslepriser som följd, är största anledningen till att vi ligger betydligt lägre prismässigt i år än under fjolåret, trots den höga efterfrågan i vintras. Men februari månad, med rekordvärme i Europa på upp till 20 grader och vindrekord i Sverige, bidrog också till att ytterligare trycka ner priset, säger Johan Sigvardsson, elprisanalytiker på Bixia. 

Halverade elpriser i april

De låga elpriserna ser ut att fortsätta under våren. Prognosen för april är ett genomsnittspris per kilowattimme på runt 40 öre, vilket är mindre än hälften än för ett år sedan då snittkostnaden per kilowattimme landade på 88 öre.   

För personer med timprisavtal kan en viss planering av elkonsumtionen löna sig under april månad. 

– April är en lite lurig månad där högre temperaturer och ljusare dagar påverkar elpriset positivt samtidigt som totalproduktionen av el minskar på grund av det årliga underhållet av kärnkraftsreaktorer.  Om vi får ytterligare en köldknäpp kan det få effekten att vissa timmar blir väldigt dyra. För dem som har timprisavtal och laddar sin elbil kan det därför vara värt att planera sin elanvändning, säger Johan Sigvardsson.

Större skillnader mellan norr och syd

Elpriset för april till juni väntas bli 35 öre/kWh för hela Sverige. Men medan skillnaderna i elpris i Sveriges fyra elområden har varit små under kvartal ett kan vi förvänta oss större variationer under andra kvartalet, när snön i norr smälter och den så kallade vårfloden drar i gång.   

– Vårfloden brukar dyka upp någon gång mellan vecka 17 och 20 och då måste vattenkraftsproducenterna i norr producera el. Det gör att elpriset tidvis kan bli nära noll i elområde 1 och 2 medan elområde 3 och 4, som exporterar el till andra elområden, kan komma att få helt andra priser, säger Johan Sigvardsson. 

USA har under mycket lång tid varit en stor konsument av naturgas. Redan på 1970-talet började man bygga importterminaler för LNG. En andra våg av importterminaler byggdes under andra halvan av 00-talet, men togs aldrig i bruk utan började efter ett tag att byggas om till exportterminaler. För då hade entreprenörer i USA lärt sig att kombinera hydraulisk spräckning och horisontell borrning, vilket ledde till en makalöst stor inhemsk produktion. Idag är USA inte bara världens största LNG-exportör, man har dessutom enormt låga inhemska gaspriser.

Nedan är en graf över USA:s konsumtion av naturgas. När man behövde börja importera så slutade konsumtionen att öka, för att sedan ta fart igen när man åter hade en riklig inhemsk tillgång.