Tesla Model S

Fremtidens elbil skal kunne lades på sekunder

Med luksusbilen Model S har amerikanske Tesla løftet elbilen ud af 100 års dvale og presset batteriteknologien til det yderste. Næste skridt er at afløse batterierne med superkondensatorer, der kan oplades på et øjeblik.

20. juni 2014 af Carsten Nymann

Tesla Model S ligner en hypermoderne opfindelse, men faktisk er bilens grundlæggende teknik ældre end benzinbilens.

De første elbiler blev udviklet allerede i slutningen af 1800-tallet i kølvandet på franskmanden Gaston Plantés opfindelse af det genopladelige blybatteri.

Ganske vist anvender Teslaen ikke blybatterier, men de mere moderne litium-ion-batterier. Alligevel har en Tesla til lige knap en million kroner stadig en begrænset rækkevidde på cirka 500 km og den tager timer at genoplade.

Fremtidens elbil vil derfor slet ikke have batterier, men i stedet såkaldte superkondensatorer, der kan lades op på et øjeblik.

Nanoteknologi viser vejen frem for elbilen

Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA er ved at udvikle en superkondensator, der kan lades op på sekunder og vil lagre ti gange så meget energi som litium-ion-batterier.

Hvor fx et litiumbatteri anvender kemiske reaktioner, lagrer og distribuerer kondensatoren energi ved hjælp af elektromagnetisme.

Energitætheden – antal km pr. kg ”batteri” – er indtil videre meget ringere end i nutidens batterier, men MIT vil gøre teknologien ultrakompakt ved hjælp af nanoteknologi.

Lykkes forehavendet, vil elbilerne kunne køre flere tusind km på en opladning og én gang for alle kunne udkonkurrere benzinbilen.

To store udfordringer

Indtil superkondensatoren står færdig, håber Tesla med den karismatiske Elon Musk i spidsen at kunne udvikle og udbrede de traditionelle elbiler ved at gøre firmaets teknologi ”open source” – det vil sige frit tilgængelig.

Ingeniørerne står over for to store udfordringer. Ladetiden, som er 5-10 timer for en fuld opladning, skal mindskes, og batteriernes 8-10 årige levetid skal forbedres.

Lynladere smadrer batteriet

Begge dele har at gøre med et fænomen inde i batteriet, hvor litiummet over tid aflejres på elektroderne, når batteriet oplades. På et tidspunkt vil så meget materiale være ophobet, at de to elektroder får kontakt, hvilket får batteriet til at kollapse.

Jo kraftigere spænding, der sendes ind i batteriet, des hurtigere sker ophobningen, så selv hvis ingeniørerne bygger en lader, der kan oplade batteriet på 10 minutter, vil batterierne altså ikke kunne holde til det.

Amerikanske forskere arbejder på at løse dette problem, blandt andet ved at give elektroderne en legering, der hindrer litiummet i at binde sig.

Litium-ion-batteri

Et litium-ion-batteri fungerer ved, at litium-ioner (elektrisk ladede atomer af grundstoffet litium) under afladning bevæger sig fra en negativ til en positiv elektrode. Under ladning vender en ekstern strømkilde flowet 180 grader og sender ionerne tilbage til den negative elektrode, hvor de binder sig på molekyleplanet.

Læs også

Måske er du interesseret i ...

FÅ ILLUSTRERET VIDENSKABS NYHEDSBREV

Du får dit gratis særtillæg, Vores Ekstreme Hjerne, til download, straks du har tilmeldt dig nyhedsbrevet.

Fandt du ikke det, du ledte efter? Søg her: