60.000 opladninger og en ladetid på bare tre minutter. Det er de opsigtsvækkende resultater fra et nyt batteriprojekt på Flinders University i Australien. Forskerne arbejder med såkaldte vandbaserede zink-jod-batterier, som på papiret har flere attraktive egenskaber til især stationær energilagring.
Zink er forholdsvis billigt og udbredt, mens den vandbaserede kemi ikke har samme tilbøjelighed til at brænde som traditionelle lithium-ion-batterier. Den store udfordring har hidtil været levetiden.
Stivelse hjælper batteriet
Problemet opstår blandt andet, når jodforbindelser bevæger sig gennem batteriet og gradvist forringer ydelsen. Forskerne har derfor udviklet et polymermateriale baseret på cyclodextrin, der kan fremstilles af blandt andet stivelse. Materialet fungerer i praksis som mikroskopiske bure, der holder jodforbindelserne på plads.
Resultatet er opsigtsvækkende. Ved en kapacitet på omkring 150 mAh/g kunne forsøgsbatteriet oplades på cirka tre minutter og klare mere end 60.000 cyklusser. Ved højere kapacitet på omkring 200 mAh/g klarede det mere end 8.000 cyklusser med en opladningstid på cirka syv minutter. Kapacitetstabet blev målt til blot 0,0001 til 0,0003 procent per cyklus.
– Genopladelige vandbaserede zink-jod-batterier tegner til at kunne blive et reelt alternativ til lithium-ion til energilagring i stor skala, siger forskningsleder Zhongfan Jia.
Ikke et mirakelbatteri til elbilen
Tallene skal dog læses med en vigtig fodnote. Der er tale om laboratorieresultater – ikke et færdigt batteri, der kan sættes direkte i en elbil eller kobles til elnettet.
De 60.000 cyklusser er desuden opnået ved en lavere kapacitet end i forsøget med 8.000 cyklusser. Om teknologien kan bevare de samme egenskaber i store, billige battericeller og komplette batteripakker, er endnu uvist.
Potentialet er derfor først og fremmest interessant til stationær lagring af strøm fra eksempelvis sol- og vindenergi, hvor lav pris, sikkerhed og meget lang levetid kan være vigtigere end lav vægt.
Forskergruppen arbejder nu sammen med industripartnere på at bygge prototyper, der kan bringe teknologien et skridt nærmere praktisk anvendelse.
Studiet er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Angewandte Chemie International Edition.
