Guld forbindes normalt med luksus og smykker. Ikke med billige batterier. Alligevel er det præcis det ædle metal, der nu står i centrum for en ny batteriopdagelse. Forskere fra Concordia University, Canada, har fundet en metode, hvor bittesmå guldpartikler lægges på batteriets indre overflade i et meget tyndt og spredt lag. Målet er ikke at gøre batteriet eksklusivt, men at løse et velkendt problem, som igen og igen forkorter levetiden i genopladelige batterier: dendritter.
Dendritter er små nålelignende strukturer, som kan vokse frem under opladning. Når de får lov at brede sig, kan de skabe ujævn aflejring, kortslutninger og i sidste ende slå batteriet ihjel. Det er et af de problemer, som forskere og batteriingeniører har kæmpet med i årevis. Og netop her ser den nye metode ud til at ramme noget vigtigt.
Ifølge forskerne blev væksten af dendritter reduceret op til 50 gange i forhold til ubehandlede zinkbatterier. I laboratorieforsøg fortsatte de behandlede batterier med at fungere i mere end 6.000 timer, hvilket peger på en markant forbedring af levetiden.
Kan få betydning langt ud over zinkbatterier
Selv om forsøget er lavet på zinkbatterier, stopper ambitionerne ikke der. Forskerholdet undersøger allerede, om samme metode kan bruges på andre typer batterisystemer, blandt andet kobberelektroder i næste generations anodefrie batterier.
Derudover ser de også på, om princippet med sparsomme nanopartikelbelægninger kan bruges i andre teknologier, hvor overflader spiller en afgørende rolle, for eksempel sensorer, solceller og lyssystemer.
Det er med andre ord ikke guldet i sig selv, der gør nyheden interessant. Det er tanken om, at en næsten usynlig og meget billig overfladebehandling kan løse et stort problem uden at gøre batteriet markant dyrere.
– På grund af den måde, vi fremstiller det på, som hverken kræver særlige laboratorieforhold eller store mængder guld, bliver det ekstremt billigt at lægge guldpartikler på overfladen. Det koster kun en hundrededel af prisen på almindelige guldbelægninger, siger Ayse Turak, der er en af forskerne bag opdagelen.
Forskerne brugte kraftige røntgenstråler til at studere, hvordan de små guldpartikler placerede sig på overfladen, og hvordan de påvirkede batteriet under drift. Det var netop de målinger, der gjorde det muligt at bekræfte, at selv den ekstremt beskedne mængde materiale faktisk havde en tydelig effekt.
– Det var en åbenbaring for os, siger Turak.
Det her er ikke historien om et færdigt superbatteri, der er klar til masseproduktion i morgen. Det er heller ikke et løfte om, at vores telefoner eller elbiler pludselig holder i ugevis. Men det er historien om en konkret forbedring af et reelt teknisk problem, som har plaget batterier i årevis.
Studiet er publiceret i Journal of Materials Chemistry A.
