Italienske forskere jubler over nyt litiumfrit batteri

Hvis teknologien kan omsættes til færdige batteripakker, kan bilproducenterne i princippet vælge mellem to attraktive muligheder: Enten kan de give elbilerne væsentligt længere rækkevidde, eller også kan de gøre batterierne mindre og lettere uden at ofre rækkevidde.

– I praksis vil det betyde omkring dobbelt så lang rækkevidde. En elbil vil kunne køre dobbelt så mange kilometer, forklarer Luca Magagnin, professor i anvendt fysisk kemi ved Politecnico di Milano.

Der er dog tale om et teoretisk potentiale. Forskerne har endnu ikke bygget et batteri, der dokumenterer den lovede energitæthed.

Har løst et af de store problemer

Fluoridbatterier er langt fra nogen ny idé. Forskere har i årevis været fascineret af deres potentiale, men teknologien har haft et alvorligt problem. Fluoridionerne har været vanskelige at få til at bevæge sig effektivt gennem batteriets elektrolyt ved almindelige temperaturer.

Artiklen fortsætter efter annoncen

Tidligere eksperimentelle løsninger har derfor ofte krævet temperaturer på 100-150 grader for at fungere ordentligt. Det er ikke ligefrem oplagt i en elbil, hvor man helst vil bruge energien på at komme fremad frem for at holde batteriet varmt. Nu har italienerne udviklet en særlig gelagtig polymermembran, der fungerer som motorvej for fluoridionerne.

Membranen er næsten fast, men indeholder væske, som hjælper ionerne med at bevæge sig. Og det afgørende er, at processen fungerer ved stuetemperatur. Dermed er en af de væsentligste tekniske forhindringer ryddet af vejen.

Kan også gøre batterier mere brandsikre

Den nye teknologi har endnu et interessant kort på hånden. Ifølge forskerne er den udviklede polymermembran ikke brandfarlig. Det kan potentielt gøre fremtidens batterier mere sikre.

– Teknologien, vi udvikler, bygger på en ikke-brandfarlig polymermembran, som reducerer risikoen for brand, forklarer forskningsleder Maurizio Sansotera.

Artiklen fortsætter efter annoncen

Det er især interessant i store batterianlæg, der skal lagre strøm fra solceller og vindmøller. Men også i elbiler vil bedre brandsikkerhed naturligvis være en fordel. Det er dog vigtigt at understrege, at forskerne endnu ikke har dokumenteret brandsikkerheden i et komplet batteri. At membranen beskrives som ikke-brandfarlig, betyder ikke automatisk, at hele batteriet er det.

Foreløbig holder batteriet kun 50 opladninger

Inden begejstringen løber helt af sporet, er der en væsentlig detalje. Forskerne har ganske vist fået deres nye batteriteknologi til at fungere, men indtil videre er det kun sket i små laboratorieceller på størrelse med mønter. Disse forsøgsceller, som benytter elektroder af bly og blyfluorid, har demonstreret gentagne opladninger og afladninger gennem mere end 50 cyklusser.

Det er et vigtigt resultat for forskningen. Men det er meget langt fra de mange hundrede eller tusindvis af opladninger, som et moderne elbilbatteri skal kunne klare. Forskerne mangler også at dokumentere, at teknologien kan levere den høje energitæthed i praksis, fremstilles i store battericeller og produceres til en konkurrencedygtig pris. Og selv om fluor er et relativt udbredt grundstof, er det endnu for tidligt at konkludere, at de færdige batterier vil være billigere eller mere miljøvenlige.

Men forsøget viser, at fluoridbatterier kan fungere ved almindelige temperaturer med en ny type elektrolyt. Det er et fremskridt, som kan gøre det lettere at videreudvikle teknologien. Hvis forskerne samtidig kan få styr på holdbarhed, kapacitet og produktion, kan fluoridbatterier på længere sigt blive et interessant alternativ til litium-ion-batterier.

Artiklen fortsætter efter annoncen

Forskningsresultaterne er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Energy Storage Materials.