Innovation
Målet: batteri baserat på organiska material
Lättare, billigare och uppbyggt av polymerer. En ny generation litiumjonbatterier som utvecklas av Uppsalaforskare ska också bli mindre miljöbelastande.
Litiumjonbatterier används brett, i mobiler, datorer, trädgårdsredskap och elbilar. De är små, lätta och rymmer mycket energi. Men de är beroende av metaller, 4 till 5 procent av batteriets innehåll utgörs av kobolt och nickel, och metaller är en icke-förnybar resurs. Dessutom orsakar gruvdriften ytterligare koldioxidutsläpp.
– Dagens litiumjonbatterier har ett ekologiskt ”fotavtryck” på ungefär 70 kg CO2 per kilowattimma. Det är inte hållbart i ett längre perspektiv, säger Maria Strømme vid Ångströmslaboratoriet i Uppsala.
Därför ger hon och batteriprofessorn Kristina Edström sig i kast med uppgiften att utveckla ett litiumjonbatteri som baserar sig på organiska material. Pengar till det femåriga projektet, 32 miljoner kronor, har de fått av Stiftelsen för strategisk forskning.
Maria Strømme har tidigare fått stor uppmärksamhet för ett algbatteri som använder cellulosa från en alg. Erfarenheterna från det utvecklingsarbetet kombineras nu med kunskaperna hos Kristina Edström.
Litiumjonbatterier har två elektroder, en katod och en anod. När batteriet laddas vandrar litiumjonerna från katoden till anoden. Där lagras jonerna, och därmed batteriets energi, till dess att batteriet används.
– Framför allt vill vi få bort kobolt, som finns i katoden, säger Kristina Edström.
För att få fram de nya elektrodmaterialen ska forskarna bland annat studera organiska molekyler som kan reagera med litiumjonerna och lagra dem.
– Här gäller det att hitta molekyler som binder jonerna lagom hårt. De måste ju kunna lämna elektroden också, säger Kristina Edström.
En annan väg är att försöka ankra fast molekyler på den ledande polymeren polypyrrol, som används som elektrod i algbatteriet. Elektrolyten behöver däremot inte förändras, den består redan av ett organiskt lösningsmedel (med litiumsalt).
Övergången till organiska material har ett pris – det klimatsmarta litiumjonbatteriet kommer till en början att bli större än dagens oorganiska batteri. De första tillämpningarna blir troligtvis storskalig lagring av energi.
