Hvis elektriske fly skal gøre vores luftrum grønnere, skal der udvikles særlige batterier til formålet. Og nu har et forskerhold gjort en vigtig opdagelse.
Magnetiske nanopartikler og magnetfelter i lithium-ion-batterierne kan skabe bedre betingelser for, at elektricitet kan afgives med tilstrækkeligt kraft til at bringe fly i luften.
»Det er en hel ny åbning for, hvad vi kan få ud af de batterier, som vi bruger i lufttrafikken,« siger MIT-professor Yet-Ming Chiang til Technology Review tidligere i år.
Sammen med sin kollega fra Carnegie Mellon, Venkat Viswanathan, har Chiang således bragt os et skridt nærmere den grønne flytrafik.
Flytrafikken er som bekendt et af klimaudfordringens væsentlige punkter. Den udgør i alt to procent af den globale CO2-udledning og giver altså anledning til ønsker om forbedring.
Det er derfor ikke uden grund, at forskere og erhvervspartnere i flere år har jagtet muligheden for at lave elektriske og hybridelektriske fly og dermed gøre den ellers brændstofstunge industri mere grøn.
Men det kræver særlige batterier.
Mens elbilernes batterier er for tunge, har de mindre tunge batterier ofte vist sig utilstrækkelige. De kan ikke afgive nok elektricitet til at få flyet i luften – i hvert fald ikke uden omgående behov for genopladning til resten af turen.
Løsningen er at få batteriets ioner og elektroner til at bevæge sig hurtigere, eksempelvis ved at rette den ellers krogede elektrode af kul og kobolt op.
Og det er her magneterne kommer ind i billedet. For booster man batteriets elektrode med magnetiske nanopartikler og kombinerer batteriet med tilhørende magnetfelter, kan man lette lithium-ionernes passage gennem batteriets elektroder og derved muliggøre, at batteriets hurtigere afgiver elektricitet til flyet.
Sådan lød i hvert fald resultatet af et studie, offentliggjort i tidsskriftet Nature tilbage i 2016 af bl.a. Chiang og hans MIT-kollega Jonathan Sander.
Sammenlignet med almindelige lithiumbatterier har de første forsøg med de magnet-boostede batterier præsteret dobbelt så godt, målt på hvor hurtigt og kraftfuldt de afgav elektricitet.
Og Chiang og Viswanathans opdagelser kan således betyde radikale ændringer i, hvordan energi lagres og udnyttes i batterier.
Hidtil har man nemlig ikke formået at udforme batterier, der kan kompensere brændstofsbehovet ved take-off.
Dog er batterierne på nuværende tidspunkt hverken i produktion eller afprøvet i luften.
Chiang og Viswanathan arbejder i første omgang sammen med det amerikanske 24M, der udvikler og producerer lithiumbatterier. Chiang er selv medstifter og forskningsleder.
Næste skridt vil være et egentligt testforløb. Forskerduoen flirter allerede med det entreprenante Zunum, der specifikt interesserer sig for batterier til elektriske eller hybridelektriske versioner af de bevingede konstruktioner.
Og Zunum er optimistiske. De har allerede indgået aftale med fly-giganten Boeing om udvikling af et kombineret hybridelektrisk system, der kan flyve over 1.000 km, og forventer i øvrigt, at hybridfly allerede i 2035 kan tilbagelægge distancer længere end 2.000 kilometer.
Dog har vi en egentlig produktion og test at Chiang og Viswanathans batterier til gode. Kritikere peger stadig på batteriernes vægt som en forhindring, der kan være svær at overkomme. Udvikling og testforløb vil i de kommende år afklare disse forhold.
