Amerikanske forskere har fremstillet et genopladeligt aluminium-batteri, hvis egenskaber kan måle sig med dem, som man opnår med lithium-ion-batterier.

Genopladelige lithium-ion-batterier anvendes i et utal af produkter fra mobiltelefoner og bærbare computere til elbiler. Verdensmarkedet udgør mere end 50 milliarder kroner, og det forventes at stige voldsomt i de kommende år.

Mange forventer dog, at den store efterspørgsel vil presse priserne i vejret, så det vil være interessant at finde alternativer.

Lynden Archers forskningsgruppe ved Cornell University i staten New York, USA, har nu opnået et gennembrud inden for genopladelige aluminium-batterier.

Andre forskere har før forsøgt at lave effektive genopladelige aluminium-batterier, men de er alle stødt på problemet, at de store aluminium-ioner har en tendens til at klumpe sig sammen i elektrolytten mellem anode og katode.

Det gør ledningsevnen mindre, og som modtræk har det været nødvendigt at anvende en høj temperatur for at presse ledningsevnen i vejret.

Højtemperatur-batterier er dog uegnede til en lang række formål.

Ionisk væske og nanotråde forbedrer egenskaberne
Lynden Archers forskningsgrupper har siden 2010 søgt efter andre elektrolytter end de traditionelt anvendte, så man kan få et batteri, der fungerer ved stuetemperatur.

De har nu fundet, at en særlig ionisk væske, 1-ethyl-3-methylimidazolium chlorid, er velegnet.

De har desuden fremstillet nanotråde af vanadium-oxid (V2O5), som anvendes i katoden. Det gør opladningsprocessen mere effektiv. Til anoden anvendes rent aluminium.

Med denne opskrift har forskergruppen fremstillet et batteri, som har en kapacitet på 305 mAh/g ved første afladning og en kapacitet på 273 mAh/g efter 20 afladninger/genopladninger. Det er sammenligneligt med det, som er muligt med lithium-ion-batterier.

Men der er flere problemer, som skal løses
Lynden Archer peger på, at der dog stadig er et stykke vej før aluminium-batterier for alvor kan tage konkurrencen op.

Den ioniske væske er for dyr til kommerciel brug, og det har vist sig, at der på anoden af rent aluminium kan dannes små metalspyd efter mange genopladninger, som kan ødelægge batteriet.

Begge disse forhold er noget som Archers forskningsgruppe nu har kastet sig over at finde løsninger på i håbet om, det vil blive muligt i fremtiden at bruge et af verdens mest almindelige metaller til batterier.

En fordel vil desuden være, at aluminium-batterier har sværere ved at bryde i brand end lithium-ion-batterier og derfor vil være mere sikre.