Løftet om at udvikle et superbatteri til vindmøllestrøm har givet to engelske forskere en forskningsbevilling på 10 millioner kroner fra det multinationale energiselskab E.On.

Batteriet, som får egenskaber fra både batterier og superkondensatorer, skal opbygges med kulstofnanorør, som belægges med manganoxid, en typisk kemiforbindelse i gængse batterier.

Det ambitiøse mål er at udvikle et batteri, som har en energieffektivitet på 80 procent. Det vil sige, at 80 procent af energien i ladestrømmen kan genbruges under afladning af batteriet, skriver det engelske magasin The Engineer.

De to forskere, dr. George Chen og dr. Christian Klumpner fra Nottingham University's ingeniørafdeling oplyser, at det engelske elnet til stadighed har fem procents ekstra produktionskapacitet stående klar til at starte, og ofte er der tale om kraftvarmeværker. Det er meget dyrt at have denne ekstrakapacitet, og det vil være en god forretning, hvis man kunne have batterier, der kortvarigt kunne yde 10-100 MW til elnettet.

Deres udviklingsmodeller og prototyper vil dog højst være i kilowatt størrelse. Slutmålet er at finde en industriel partner, som har råd til at bygge et "supercapattery" (capacitor + battery).

Nanorør kan bruges

Der er ikke tvivl om, at de engelske forskeres ønske om at bruge kulstofnanorør, er en lovende mulighed. For kun to uger siden offentliggjorde amerikanske MIT-forskere (Massachusetts Institute of Technology) et forskningsresultat i magasinet Science, som viser, hvordan man bygger et lithium-ion batteri med nye, spændende egenskaber, fordi der bruges kulstofnanorør som negativ elektrode i stedet for den sædvanlige grafit.

Med filmtynde elektroder af kulstofnanorør lykkedes det at bygge et lille forsøgsbatteri, som afgiver ti gange så høj en effekt som de bedste af tidens lithium-ion batterier. Fidusen er at dyppe elektroderne i opløsninger med kulstofnanorør, som sætter sig fast. Det gøres mange gange, og til sidst får man en superporøs overflade med mange iltgrupper på overfladen. Disse kan opsuge store mængder af lithium-atomer, og dermed bliver det for første gang muligt at bruge kulstofnanorør også som batteriets positive elektrode og ikke kun som den negative elektrode.

Foruden at kunne yde ti gange så stor effekt som nutidens lithium-ion batterier, havde forsøgsbatteriet også evnen til at gemme fem gange så meget energi som nutidens bedste ultrakondensatorer. Og holdbarheden var også god - over 1.000 opladninger og afladninger gav ikke et målbart slid på batteriet.

Den slags resultater peger imod en fremtid i vindmøller og elbiler. Men desværre forsvinder de gode egenskaber, når elektroderne bliver tykkere. Og det er en forudsætning for at kunne skalere teknikken op til brugbare størrelser.

Så det næste, forskerne fra MIT arbejder på, er en forfining af produktionsprocessen, så den bevarer de gode egenskaber og bliver væsentlig hurtigere.

Dokumentation

Artikel i The Engineer
MIT's pressemeddelelse
link
Artikel i RSC Advancing the Chemical Sciences
Nyhedsartikel i Science
Forskningsartikel i Science (koster cirka 200 kroner)