Forskere: Ler er nøglen til hårdføre batterier

Den lerbaserede elektrolyt giver batterier, der kan bruges i temperature, hvor normale lithium-batterier står af, fortæller amerikanske forskere. Illustration: Jeff Fitlow

Med en lerbaseret elektrolyt har amerikanske forskere lavet et lithium-ion-batteri, der er robust nok til at virke ved 120 grader C. Det hårdføre batteri kan have en fremtid i rumindustrien og i militære sammenhænge, mener holdet, der har offentliggjort deres resultater i tidsskriftet ACS Applied Materials and Interfaces.

»Der er mange felter, der har behov for energilagring, som der skal virke under ekstreme forhold, og der er brug for innovation inden for materialer - særligt elektrolytter - hvis operationsvinduet skal udvides,« forklarer kemiker Pulickel Ajayan, der sammen med kolleger fra Rice og Wayne State University står bag den nye forskning.

Læs også: Grundig ingeniør afslører: VW overdriver elbilbatteriets kapacitet med 17 pct.

Konventionelle organiske elektrolytter, der skal forbinde batteriets katode og anode, kan normalt ikke fungere ved over 60 grader og kan eksplodere ved 80 grader C. Eksisterende batterier, der med ikke-flydende elektrolytter virker ved højere temperaturer, har derimod typisk problemer med effektiviteten, fordi der er dårligere kontakt med elektroderne, forklarer forskeren i en meddelelse.

Med den særlige bentonit-ler håber forskerholdet at have lavet et batteri, der kan takle begge udfordringer med samme materiale, fortæller en anden af forskerne, Kaushik Kalaga.

Læs også: Nyt batteri kan holde til 100.000 opladninger

Det medgørlige materiale er blevet testet i 3-volts batterier, men kan ifølge forskerholdet sagtens skaleres op. Illustration: Jeff Fitlow

»Det er i stand til at levere rimeligt ved stuetemperatur, men det bliver bedre ved høje temperaturer,« siger han og tilføjer:

»Den ler-baserede elektrolyt bliver mere flydende, men bevarer sin konsistens ved op til minimum 150 grader. Det næste skridt bliver at skubbe grænsen yderligere.«

Læs også: Kulstofmaterialet grafen kan også være superleder

Fordi lithium-ioner er glade for at reagere med vand, måtte forskerholdet først bage bentonit-leren ved over 600 grader C. Herefter blev leret blandet med en flydende lithium-salt, der leverer ionerne, som skal lede mellem batteriets poler.

Resultatet er en peanutbutter-lignende masse, som i test har leveret stabilt over 120 opladninger.