Lang vej til nye batteriteknologier
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Lang vej til nye batteriteknologier

Illustration: Rasmus Bregnhøi

Hvis du nu er træt af at læse om lithium­-ion-batterier, så må jeg desværre skuffe dig med, at det kommer til at handle en hel del mere om lige netop den type. I princippet består batteriet af en grafitanode, en flydende elektrolyt, hvor ionerne kan passere igennem, og som oftest en lithium-kobolt-oxid-katode. For selv om der ligger nogle spændende teknologier og lokker ude i fremtiden – dem kommer vi til – så er lithium-ion-teknologien stadig i fokus i den nære fremtid.

Det forklarer Tejs Vegge, der er professor og ekspert i batterimaterialer på Institut for Energikonvertering og -lagring på DTU. Sammen med kollegerne forsker han i at optimere materialesammensætningen, så batterierne bliver lettere, billigere og mere effektive – og der er masser af håndtag at skrue på. Men udfordringerne er også til at tage og føle på.

Det gælder for eksempel, hvor meget mængden af kobolt i de nuværende batteriers katode kan reduceres eller erstattes med andre og billigere materialer, for eksempel mangan, nikkel eller aluminium. Også på anode-siden kan kapaciteten øges med andre materialer:

»For eksempel får man nogle procent højere kapacitet ved at tilføre lidt silicium til grafitanoden. Men når man gør det, opstår der let andre problemer. For eksempel vil batteriet ændre størrelse, når det op- og aflades,« forklarer Tejs Vegge.

Batteriets hellige gral

Nogle af de mest lovende batterityper, som DTU-forskerne lige nu kigger på, er lithium­-svovl og lithium-luft. Den første har gode udsigter i forhold til pris og kapacitet, mens holdbarheden ikke er så god. Det andet er af en helt anden kaliber:

»Lithium-luft er lidt batteriets hellige gral. Teoretisk set vil man kunne komme op på en energitæthed på niveau med flydende brændsler som benzin. Men vi ved simpelthen ikke endnu, om det er opnåeligt i praksis,« siger Tejs Vegge.

Et af problemerne med lithium-luft-batteriet er at, grafitanoden helst skal erstattes af metallisk lithium. Her vil det være muligt at ‘opbevare’ langt mere lithium end i den grafit­anode, man bruger i dag, men hvor lithium-­ionerne pænt lægger sig på plads i grafitten, når batteriet oplades, så er det langt vanskeligere at få lithium tilbage på samme plads i metallet igen, når man oplader batteriet:

»Samtidig skal vi have et metal til at reagere kontrolleret med ilt – det er noget af en udfordring, for hvis man først har oxideret metallet helt, er det ikke helt simpelt at komme tilbage igen. I det hele taget sker der en masse kemi i sådan en proces, som vi desværre ikke helt kan styre,« siger Tejs Vegge.

En af løsningerne til lithium-luft- og lithium-­svovl-batterierne kan være en ny type faststof-elektrolyt, der kan lægges i en stabil nanostruktur, så ionerne nemmere kan finde vej:

»Vi prøver at tænke i helt nye måder, et batteri kan se ud på. Det kræver, at vi kan designe materialerne og styre syntesen helt ned på atomart niveau og se, hvordan dette ændrer sig over tid. Men meget af det, vi arbejder med, kommer man ikke til at se i kommercielle batterier før om ti år,« fortæller han.

Læs også: Elbiler driver ekstrem udvikling af batterier

Emner : Batterier
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Hvis vi vil gøre transport mere energi-effektiv, skulle vi hellere flytte den over på tog. Men desværre har politikerne en aversion mod tog - de vil hellere bygge en motorvej i Kongo end investere i tog i Danmark. 1-time modellen er genial, men det vil aldrig lykkes at få den implementeret.

  • 2
  • 7

Lithium kan 100% genbruges, men lithium er en meget lille bestanddel af et moderne batteri, og er ikke nogen særlig faktor for miljøvenlighed eller genbrug.

I Tesla's batterier er under 2% af indholdet lithium.

  • 4
  • 0

Ja, alt i et batteri kan i princippet genbruges, da det i modsætning til f.eks. platin i katalysatorer ikke forsvinder. Indtil nu har de største største kilder til udtjente batterier været laptops, mobiltelefoner, tablets og andre småting, og der har ikke været økonomi i genanvendelse. I USA er Li-batterier godkendt til både landfill (gammeldags losseplads) og incineration (forbrænding), da de ikke indeholder giftige stoffer som vi husker fra blandt andet Nikkel Cadmium batterier, inden de blev udfaset omkring årtusindeskiftet. Med de store batterier i elbiler, ændrer billedet sig forhåbentlig i retning af mere genbrug. Der står lidt om emnet i denne CleanTechnica artikel om Tesla Gigafactory.
- Solvents used to manufacture batteries are recovered and reused in a closed-loop system. This reduces both materials costs and environmental externalities.
- On-site recycling will facilitate the reuse of excess materials used in manufacturing, minimizing recycling logistics and related environmental impact.
- The Gigafactory will receive, render, and reuse end-of-life batteries as raw material inputs for new batteries.

  • 3
  • 0