Hon leder jakten på Europas framtida batterier

2019-04-04 06:00  

Batterier med självläkande funktion. Maskininlärning för att hitta nya materialkombinationer. Det är grepp Uppsalaprofessorn Kristina Edström tar till i jakten på batterier med ultrahög prestanda.

När Ny Teknik besöker Kristina Edström på Ångströmlaboratoriet i Uppsala bubblar hon av glädje. Samma morgon har Wallenbergstiftelsen meddelat att hon får 18 miljoner kronor i ett femårigt anslag för fri forskning.

– Jag är så otroligt stolt. Jag är förvånad och nästan starstruck av mig själv, säger hon.

Pengarna ska användas till att utveckla självläkande batterier. Tanken är att batteriet självt ska kunna bilda polymera skikt som lägger sig över sprickor i elektrodmaterialet.

– Det kan man göra genom att stoppa in inbäddade molekyler i elektrolyten. Molekylerna kan sedan själva ticka ut och ta hand om sprickorna. Detta är ett tämligen outforskat område, även om det finns vissa forskningsresultat, men sådana batterier finns inte på marknaden än, vad vi vet.

Läs mer: ”Dubbel-elektrolyt” ska ge batterier bättre prestanda

Svårigheten är att få fram rätt sorts molekyler som är tillräckligt stabila i den enormt krävande miljön inuti ett batteri, säger Kristina Edström.

Ambitionen ligger väl i linje med ett annat stort uppdrag. Kristina Edström koordinerar EU:s jätteprojektet Battery 2030+ som handlar om att uppfinna framtidens batterier. De ska vara säkra, hållbara, billiga och ha ultrahög prestanda.

– Ultrahög prestanda kan betyda högsta möjliga energiinnehåll, eller högsta möjliga effekt, eller en kombination av det, eller en längre livslängd. Allt detta ska vara miljömässigt hållbart och uppskalning ska vara möjlig.

Vill ta upp fajten med Asien

Självläkande batterier är ett av fyra områden som kommer att stå i fokus. De övriga handlar om snabbare upptäckt av nya material, återvinning av batterier och möjligheter för tillverkning.

I samarbetet ingår 17 parter från nio olika EU-länder. 47 miljoner euro har öronmärkts för de första tre åren. Ännu mer pengar förväntas falla ut längre fram.

– Det är otroligt kul att vara med och forma ett helt område och koordinera ihop olika visioner och organisationer. Att vara ledare för akademiker är som att valla ett gäng katter, men det är en rolig utmaning, som passar mig i den ålder jag är nu. Men jag kan bli alldeles matt när jag tänker på vad vi ska åstadkomma på ett år, säger hon.

Läs mer: Så ska Gotland bli en föregångare i energiomställningen

Forskarna hoppas att maskininlärning ska ge nya möjligheter i att utveckla nya material och konstruktioner snabbare än i dag. I labbet visar Kristina Edström staplade testceller, byggda med olika materialkombinationer, vars spänning mäts kontinuerligt under upp- och urladdning.

– Vi genererar så otroligt mycket data som vi egentligen inte tar hand om. Här kan vi använda artificiell intelligens för att utveckla metoder för att screena resultaten snabbare, säger Kristina Edström.

I dag tillverkas mer än 90 procent av världens litiumjonbatterier i Asien. År 2030, när EU-projektet har löpt ut, hoppas Kristina Edström att resultatet är flera nya och unika batterikemier som kan tillverkas i Europa så att EU kan ta upp fajten med Asien.

"När doktoranderna mår dåligt är det jobbigt"

Men i elbilar tror Kristina Edström att litiumjonbatterier kommer att fortsätta att dominera inom de närmaste åren.

– Där handlar det snarare om att man byter ut några komponenter. Nästa generation litiumjonbatterier kommer att ha katodmaterial med högre kapacitet och anodmaterial som bättre klarar att snabbladdas. Och elektrolyten kommer att gå över till fast fas, spår hon.

Kristina Edströms arbetsdagar präglas av möten, handledning och planering. Hon är föreståndare för ett 80-tal batteriforskare som ingår i Ångström Advanced Battery Center. Det är framför allt de unga forskarna som ger henne energi.

– Den unga entusiasmen driver en gammal räv som mig också. De unga kommer med nya idéer och bildar spinoff-företag som Altris, det är jättekul, säger hon.

Vad är roligast i jobbet?

– Människor är roliga. Och atomer. Man behöver blanda människor och atomer. Med atomer kan man skapa något som är ens alldeles eget. Och att få människor i en grupp att gå åt samma håll är roligt, men inte alltid enkelt. Atomer är nog enklare.

Vad är det tråkigaste?

– Som i alla jobb är det tråkigt när det inte blir som man vill. Om atomerna inte vill inordna sig eller om man har en idé och inte får människor med sig. Tråkigt är det också när en doktorand får en publicering refuserad. När doktoranderna mår dåligt tycker jag att det är jobbigt, säger hon.

Upplevt härskartekniker och förminskanden

Kristina Edström lockades till materialkemin på grund av nyttoaspekten. En liten förbättring som hon kunde uppnå i labbet kunde ha stor betydelse i praktiken. Det gillade hon.

Trots att båda föräldrarna var humanister valde Kristina Edström en inriktning mot naturvetenskap. Det berodde främst på hennes mamma, som forskade inom litteraturvetenskap.

– I årskurs sju kom jag hem och berättade för mamma att vi hade lärt oss om atomen. Då sa hon ”vad bra, då kan du lära mig så att jag kan förstå den modernistiska lyriken”. Det gjorde intryck på mig, att jag kunde lära henne något, berättar Kristina Edström.

Läs mer: Ny metod återvinner litium från batterier

Hon tyckte också att det var ett svårt område, vilket tilltalade henne, eftersom hon hade lätt för sig i skolan.

– Jag tycker fortfarande att det är svårt. Det är bra, säger hon och ser nöjd ut.

Kristina Edström växte upp i Göteborg, men när pappan fick jobb på Riksarkivet flyttade familjen till Stockholm. Efter studier i matte, kemi och fysik valde hon att hoppa på doktorandutbildningen i Uppsala.

Var det ett lätt beslut att satsa på forskning?

– Jag var nog inprogrammerad hemifrån. Mamma inpräntade att jag måste utbilda mig så långt jag kan för att få chans att göra roliga saker längre fram, säger hon.

Som kvinna i ett manligt dominerat sammanhang har Kristina Edström upplevt sin beskärda del av härskartekniker och försminskanden. Till exempel har det hänt att hon har fått frågan om hon är administratören i gruppen. Hon har också retat sig på att hon och andra kvinnor ofta placeras långt ute på kanten som enda kvinna i en paneldebatt.

– Men även män utsätts för härskartekniker ibland. Akademin kan vara en tuff miljö, säger hon.

Kristina Edström

Titel: Professor i oorganisk kemi.

Ålder: 60 år.

Familj: Make, två barn, två barnbarn.

Utbildning: Läste både på Stockholms och Uppsala universitet och tog högskoleexamen i kemi i Uppsala 1986. Doktorerade 1990 med en avhandling om fasta elektrolyter.

Bor: I Skogstibble utanför Uppsala.

Kör: En hybridbil (el och bensin). ”Elen räcker till och från jobbet. Och jag har solceller på taket till garaget”, säger hon.

Fritidsintressen: ”Jag älskar kultur, teater, musik, litteratur och konst.”

Battery 2030+

Fyra forskningsområden står i fokus för Battery 2030+

1. Snabbare upptäckt och konstruktion av batterimaterial.

2. Självläkande funktioner.

3. Tillverkningsmöjligheter.

4. Återvinning.

Linda Nohrstedt

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt