tumblr hit tracking tool

Naturvetenskap

Långsamt arbete för hållbarhet

Av Mats Holmström 2013-06-26
Billigare material, längre livslängd och bättre energilagringsmöjligheter, det är tre viktiga mål som Ångströms Battericentrum vid Uppsala universitet (ÅABC) arbetar mot.

 - Forskningen går långsamt, men åt rätt håll. Varje år kommer upptäckter som gör batterierna några procent bättre, säger Kristina Edström, professor i kemi vid Uppsala universitet.

Batteriets förmåga att lagra energi hänger samman med den lilla litiumjonens förmåga att reagera med de atomära strukturerna inuti batteriet. I dagens batterier sker dessa reaktioner normalt sett bara på ytan, men om litiumjonerna kan kila in sig i materialet, ökar batteriets kapacitet. Batterier kan se ut på väldigt många olika sätt och det finns inte en typ av batteri som är bäst.

Material som lagrar energin

- Ett material kan kanske lagra mycket energi, medan ett annat är bättre på att förmedla en snabb strömpuls, berättar Kristina Edström. Vår forskning bygger på en hel familj av olika kemier och olika partikelstrukturer. Det är nog det som gör just den här forskningen så intressant.  De olika kombinationsmöjligheterna är stora och det finns väldigt mycket att ta reda på.

Ångströms battericentrum vid Uppsala universitet är Nordens största litiumbatterigrupp och en viktig fråga är säkerheten. Ju mer energi vi stoppar in i våra batterier, desto större är förstås risken att de briserar. Dessutom måste batteriforskningen ta hänsyn till våra naturresurser. Tillgången på många ämnen är begränsad och i många fall måste forskarna kanske hålla till godo med ämnen som det finns gott om, exempelvis järn, mangan, kisel och aluminium. Just nu forskar man kring möjligheten att använda kisel och hur vi ska komma runt problemet att ämnet så lätt spricker när det reagerar med litium.

Reaktionerna sker i supertunna skikt och Kristina och hennes forskargrupp försöker ta reda på vad det egentligen är som sker i dessa gränsytor. Idag har litiumbatteriet sju gånger högre energitäthet än ett batteri baserat på bly-syra, vilket bland annat används i bilar. Men målsättningen är att energitätheten i framtiden ska vara tio gånger blybatteriets. Ett annat område som ÅABC forskar kring är batteriernas livslängd.

 - Batterierna tappar ju sin energilagringsförmåga med tiden, berättar Kristina Edström. Man brukar prata om batteriernas hälsotillstånd och det hänger förstås samman med hur vi använder dem. Ett av våra mål är att ta reda på hur vi kan bygga batterier med tåligare hälsa som klarar tuffare upp- och urladdning.

Kristina Edström tror att litiumbatterierna helt ersatt blybatterierna om tjugo år. I ett framtida hållbart samhälle kommer batterierna att spela en större roll eftersom behovet att kunna lagra energi är en del av hela energikonceptet.

 - Förhoppningen är förstås att vår forskning så småningom bidrar till en lösning på energilagringsproblemet, säger Kristina Edström. Dessutom utbildar vi många ungdomar som för kunskapen vidare och utvecklar den hos oss, eller någon annanstans.