Kvinder lader sin elbil

Fremtidens bilbatteri lader på få minutter

Forskere har bygget en slags batteri – en superkondensator – af træstoffet lignin, som findes i overflod i naturen. Nyskabelsen har op til 900 gange større kapacitet end hidtil set – og kan få opladningen af et bilbatteri ned på få minutter.

Forskere har bygget en slags batteri – en superkondensator – af træstoffet lignin, som findes i overflod i naturen. Nyskabelsen har op til 900 gange større kapacitet end hidtil set – og kan få opladningen af et bilbatteri ned på få minutter.

Shutterstock

Forskere fra Texas A&M University har udviklet et plantebaseret batteri, som både er sikrere og langt mere effektivt end tilsvarende teknologier.

Teknisk set er det nye træbatteri faktisk ikke et batteri, men en superkondensator. Hvor et batteri fungerer ved at omdanne kemisk energi til elektrisk energi, opbevarer en kondensator statisk elektricitet i solidt materiale.

Superkondensator bygget af lignin

Prototypen på den nye superkondensator ligner måske noget fra klippe-klistre-dag i børnehaven. Men faktisk er den bygget af en højteknologisk blanding af mangandioxid og træmaterialet lignin, som gør den 900 gange bedre til at holde på strøm end tilsvarende løsninger.

© Hong Liang / Texas A&M University

Superkondensatorer er et varmt emne i forskningsverdenen, fordi de har stort potentiale i et samfund, der i stigende grad kører på grøn strøm.

Superkondensatorer kan nemlig op- og aflades langt hurtigere end de almindelige lithium-ion-batterier, og deres levetid er også mange gange længere.

Den nye amerikanske superkondensator er særligt smart, fordi den bruger træmaterialet lignin som strømførende elektrode. Lignin udgør 30% af det organiske kulstof i atmosfæren og findes især i træer. Det med andre ord bæredygtigt og tilgængeligt i overflod.

Forskerne brugte billige materialer

En superkondensator består af to strømførende elektroder, der er adskilt af et lag af et andet materiale, som spændingen ikke kan passere. Når man oplader en kondensator, svarer det lidt til at gnide en ballon mod en sweater, så den statiske elektricitet får de to til at sidde sammen.

På samme måde opstår der negativ spænding i den ene af kondensatorens elektroder og positiv spænding i den anden, og det skaber et elektrisk felt i det mellemliggende lag. Spændingsforskellen bliver i laget, indtil energien skal bruges som elektricitet.

Normalt bruger man dyre materialer til at lave elektroderne. I den nye superkondensator har forskerne brugt det langt billigere mangandioxid, som til gengæld har den ulempe, at det ikke er særligt strømførende.

Trærester sikrer strømføringen

Men her kommer lignin ind i billedet, for træmaterialet er strømførende. Ved at blande renset lignin med mangandioxid kunne forskerne bygge en elektrode, der var strømførende.

Elektroden er ekstremt effektiv. I en sammenligning med andre innovative elektroder, fandt forskerne at deres elektrode var op til 900 gange bedre til at holde på spænding end alternativerne. Desuden mener forskerne, at lignin-elektroden vil kunne klare opladningen af fremtidens elbiler på ganske få minutter.

Superkondensatorer kan endnu ikke konkurrere med de nuværende lithium-ion-batterier, fordi energitætheden – dvs. den mængde strøm, der kan opbevares – endnu ikke er sammenlignelig. Det bliver forskernes næste store opgave.

Hvorfor er batterier vigtige?

Hvis klimaet skal reddes, er vi nødt til at omstille størstedelen af vores energiforbrug til vedvarende kilder i form af elektricitet fra jordvarme, vand, vind og sol. Vedvarende energikilder har dog det problem, at vi ikke bare kan tænde og slukke for dem, når vi har lyst, som vi ellers er blevet vant til med fossile brændstoffer. Solceller laver strøm, når solen skinner, vindmøller når vinden blæser osv. Derfor er vi nødt til at kunne gemme elektricitet fra overproduktion til de vindstille gråvejrsdage. Desuden er vi nødt til at kunne fragte elektriciteten, så den kan tages i brug, når man ikke er i nærheden af forsyningsnettet.