Nya kemier ger hopp om bättre batterier

2020-03-19 06:00  

Ett intensivt arbete pågår världen över för att ta fram nya batterityper med högre prestanda än dagens litiumjonbatterier. På miljösidan finns också en bubblare.

För att nå högre prestanda står hoppet främst till litiumsvavel- och litiumluftbatterier. Men när det gäller att minska miljöpåverkan av batterier är det i stället natriumjonkemin som är mest lovande.

Här listar Ny Teknik för- och nackdelar med de tre batterikemierna:

Fakta: Linda Nohrstedt Grafik: Jonas Askergren

Litiumsvavelbatteri

Vad: Anod av metalliskt litium, katod av svavel.

Styrka: Litiumsvavel har länge legat i toppen på listan över nya lovande batterikemier. Med en teoretisk energitäthet om 2 500 Wh/kg slår den litiumjonbatteriernas motsvarande värde om 658 Wh/kg.

Svaghet: Är i praktiken långt ifrån de teoretiska siffrorna. Det brittiska företaget Oxis Energy, som tillverkar batteriet i pilotskala, säger sig ha nått 400 Wh/kg.

Läs mer: Hon leder jakten på Europas framtida batterier

Siffrorna för energitäthet per liter är inte heller lika bra som per kilogram. Dessutom har batteriet ett begränsat antal laddcykler och tar lång tid att ladda upp och ur.

– Om inte upp- och urladdning blir snabbare är det ett ganska ointressant batteri för fordonstillämpningar. Men det kanske man kan påverka genom ändrad design av batteriet, till exempel genom att tillverka tunnare elektroder, säger Göran Lindbergh, professor i kemiteknik på KTH.

Framtid: Oxis Energy hävdar att dess batteri inom fem år är redo för att användas i flygplan.

Fakta: Linda Nohrstedt Grafik: Jonas Askergren

Litiumluftbatteri

Vad: Anod av metalliskt litium, katod av kol och syre (från den omgivande luften).

Styrka: Mycket hög teoretisk energitäthet: 3 500 Wh/kg.

Svaghet: Långt kvar till kommersiell verklighet. Batteriet bygger på att syre ska tas upp från luften, vilket gör att batteriet måste vara öppet och kan skadas av luftfuktighet.

Ett problem är dendritbildning vid anoden som riskerar att kortsluta batteriet.

– Det är en del tekniska problem kvar att lösa. Det känns som om det är långt kvar till fungerande litiumluftbatterier på marknaden, säger Göran Lindbergh.

Framtid: Oklar.

Fakta: Linda Nohrstedt Grafik: Jonas Askergren

Natriumjonbatteri

Vad: Anod av kol, katod av natriumföreningar.

Styrka: Mer miljövänligt och billigare än dagens litiumjonbatterier. Innehåller råvaror som är vanligt förekommande och behöver inget kobolt.

Svaghet: Teoretisk energitäthet om cirka 500 Wh/kg, vilket är lägre än litiumjonbatterier.

– Natriumjonbatterier är utrymmeskrävande så de är inte i första hand något för bilar. Storskaliga energilager i elnätet passar bättre, säger Göran Lindbergh.

Framtid: Det finns några enstaka företag, till exempel österrikiska Bluesky Energy, som tillverkar små volymer av natriumjonbatterier. Batteritypen används i en nybyggd skola i Uppsala för att lagra solenenergi.

Dagens litiumjonbatterier

Litiumjonbatterier har i dag en praktisk energitäthet på drygt 250 wattimmar per kilogram. Den teoretiska energitätheten beräknas till 658 Wh/kg, men väntas bara nå 400 Wh/kg i praktiken.

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