I 2020 kom der for alvor skub i salget af elbiler. Det er godt nyt for klimaet, men teknologien er langt fra perfekt endnu. De klimavenlige køretøjer er stadig begrænset af fx rækkevidde og pris.
Men heldigvis buldrer teknologien derudad i sjette gear. Nu har svenske forskere fra Chalmers tekniska högskola bygget et batteri med stort potentiale for elbilernes udvikling.
Forskerne har fremstillet et såkaldt masseløst batteri, som er mange gange bedre end tidligere udgaver. Batteriet har stadig kun en femtedel af et almindeligt batteris kapacitet. Men forskerne bag kalder det et gennembrud.
Masseløse batterier gør elbiler lettere
Batteriet – som teknisk set kaldes for et strukturelt batteri – fungerer både som byggemateriale og batteri på samme tid.
Copyright: Chalmers tekniska högskola
Dermed kan et strukturelt batteri for eksempel bruges som byggemateriale til karosseriet i en elbil og erstatte den tunge batteripakke.
På den måde bidrager batteriet altså ikke til bilens vægt, og derfor kaldes de 'masseløse' i folkemunde.
Hvis de indbyggede batterier udbredes, kan det føre til en revolution for elbiler.
Elbiler i dag er forsynet med tunge lithium-ion-batterier, der typisk udgør op mod en tredjedel af bilens samlede vægt. Jo lettere bilen er, desto mindre energi skal der til at drive den.
Sidste år afslørede Elon Musk, at Tesla også arbejder på at spare vægt ved at bygge deres batteri bedre ind i bilens karosseri, men de svenske forskeres eksperiment tager skridtet videre.
Mindre energi men stærkt som aluminium
Et strukturelt batteri har de samme grundlæggende elementer som et almindeligt batteri: to elektroder og et mellemliggende elektrolytisk lag, som transporterer ioner frem og tilbage, når batteriet op- og aflades.
De svenske forskeres rekordbatteri har en negativ elektrode af kulfiber og en positiv elektrode bestående af sølvpapir belagt med lithium-jernfosfat. Mellem de to elektroder ligger et et tyndt lag af glasfiber, som er dyppet i en elektrolytisk væske. Til sidst lamineres hele pakken til et stift og bøjeligt materiale.
På den måde lykkedes det forskerne at bygge et batteri med en energitæthed på 24 watttimer per kilo - eller 20 procent af kapactiten i de klassiske lithium-ion-batterier.
Men eftersom bilens vægt reduceres væsentligt med et strukturelt batteri, behøver batteriet ikke samme energitæthed for at give bilen samme ydeevne. Ikke desto mindre er forskerne godt i gang med at øge energitætheden.
Ved at erstatte sølvpapirselektroden med kulfiber og gøre det mellemliggende glasfiberlag endnu tyndere mener forskerne, at de kan forbedre designet radikalt.
Faktisk mener de, at de inden for to år kan bygge et batteri med en tredobbelt energitæthed - og samme styrke som aluminium.