Amerikansk gennembrud for ny type elbil-batteri
En helt ny batteri-type fra MIT's (Massachusetts Institute of Technology) laboratorier i USA ligner et gennembrud for batterier til elbiler og til energioplagring på kraftværker. Elbilernes aktuelle svagheder er som bekendt den høje pris på lithium-ion-batterier og den tid, det tager at oplade dem. Begge problemer ser ud til at blive løst med MIT's nye og helt anderledes koncept. Det fremgår af en pressemeddelelse fra instituttet.
Der er altså tale om et såkaldt flow-batteri. Men systemet adskiller sig meget fra de eksisterende typer af flow-batterier. Blandt andet er energi-tætheden 5-20 gange så høj.
»Denne demonstration af et halv-flydende lithium-ion-batteri er et stort gennembrud, som viser, at opslemmede, aktive stoffer kan bruges til at oplagre energi. Dette fremskridt har kæmpemæssig betydning for fremtidens energiproduktion og -lagring,« siger professor Yury Gogotsi fra Drexel Universitys nanoteknologiske institut i pressemeddelelsen.
Og samtidig er teknologien billig at skalere op i store størrelser, og det giver håb for kraftværker, som ikke råder over højtliggende bjergreservoirer med vand til energilagring.
Som at fylde en benzintank
Det nye batteri gemmer nemlig energien i nano-små katode- og anode-partikler med lithium-ioner, som er opslemmet i to væske-elektrolytter af alkyl-karbonat. Elektrolytterne holdes adskilt med en membran, som tillader de elektriske bærere at passere - elektroner eller ioner. Strømmen udtages fra kemisk passive elektroder på hver side af menbranen.
Efterhånden som energien i væsken bruges, pumpes mere væske igennem cellen. Det sker med et sæt slanger og en peristaltisk pumpe.
Når energien i elbilens tank er opbrugt, skfiter man elektrolytterne ud. Dermed kan optankning af en elbil ske ved at fylde væsker på ved en tankstation, ligesom man gør med en nutidig benzinbil. Det løser tidsproblemet med opladning af elbiler.
Og på den måde kan opladnings-funktionen adskilles fysisk fra afladningsfunktionen. Opladningen af væsken kan ske på et kraftværk eller ved en vindmøllepark, væsken kan derpå distribueres med tankbiler og pumpes over i elbiler, hvor den aflades under kørslen.
To år til færdig prototype
De valgte anode- og katode-materialer samt elektrolytten er dog ikke optimale endnu. Men professor Yury Gogotsi siger:
»Jeg ser ikke noget fundamentalt problem, som ikke kan løses - det er hovedsageligt ingeniørmæssige opgaver. Men selvfølgelig kan det tage år at udvikle fungerende systemer, der kan konkurrere økonomisk og ydelsesmæssigt med nutidens tilgængelige batterier.«
MIT's forskningsbevilling løber i tre år fra 2010, og når perioden er slut, skal forskerne være klar med et fuldt fungerende prototype-system i reduceret størrelse. Prototypen skal være klar til produktmodning til erstatning af nutidens el-bil-batterier.
Foreløbig er forskningsresultatet beskrevet i en artikel, som er offentliggjort 20. maj i magasinet Advanced Energy Materials.
Dokumentation
