Ved at regulere elbilbatteriers temperatur indefra med et ultratyndt stykke nikkelfolie kan de oplades lynhurtigt. Det mindsker samtidig behovet for store, tunge batterier.
En af de store udfordringer ved produktionen af elbiler, er den store mængde råmaterialer, der bruges til at fremstille batterierne. Den udfordring skal løses, hvis elbiler helt skal erstatte fossile biler i fremtiden. Det skriver 24tech.dk
Der er behov for mindre batterier, der til gengæld kan oplades enormt hurtig. Sådan lyder det fra Chao-Yang Wang. Han er professor i maskinteknik ved The Pennsylvania State University og er hovedforfatter på en ny artikel, der netop er udgivet i det videnskabelige tidsskrift Nature.
Chao-Yang Wang og hans forskerkollegaer har udviklet en ny batteriteknologi, som kan blive den løsning, vi efterspørger på den store batteriudfordring.
Batteriangst skal overkommes
Ifølge Chao-Yang Wang er det blandt andet angsten for at løbe tør for strøm, der gør bilbatterier så store i dag. Og det behøver de altså ikke at være, mener han. I stedet for den høje kapacitet, batterierne har i dag, bør batterierne være små og enormt hurtige at genoplade. Han og kollegaerne har udviklet et effektivt batteridesign med en lavere kapacitet, der til gengæld kan oplades på kun 10 minutter.
“Behovet for mindre batterier, der kan oplades hurtigere, er større end nogensinde før. Der er simpelthen ikke nok batterier og kritiske råmaterialer, især dem, der produceres indenlandsk, til at imødekomme den forventede efterspørgsel,” forklarer Chao-Yang Wang.
Regulerer temperatur indefra
Men der er også udfordringer ved at lave små batterier. En af dem er temperaturer. Batterier er lidt som Guldlok fra eventyret. De skal nemlig være varme, men ikke for varme. Hidtil har bilproducenter håndteret problemet ved både at opvarme batterierne med varmepumper og nedkøle dem med kølere. Det bruger dog meget energi, og temperaturen reguleres også langsomt.
I det nye batteridesign reguleres batteriernes temperatur indefra. Det opnås med en batteristruktur, der tilføjer et ultratyndt stykke nikkelfolie som den fjerde komponent i cellerne. De tre eksisterende er anoden, katoden og elektrolytten. Nikkelfolien fungerer som en stimuli, der selv regulerer batteriets temperatur og reaktivitet. Det muliggør en opladning på kun 10 minutter.
“Vores teknologi til hurtig opladning fungerer med de fleste batterier med høj energitæthed og vil åbne en ny mulighed for at reducere batterierne i elbiler fra 150 til 50 kWh uden at bilisterne får rækkeviddeangst. De mindre, hurtigere opladelige batterier vil på dramatisk vis reducere batteriomkostningerne og forbruget af kritiske råmaterialer som kobolt, grafit og litium, hvilket vil muliggøre en massiv udbredelse af elbiler til overkommelige priser,” siger Wang.
Næste skridt er at kommercialisere batteridesignet før det måske vil blive implementeret i kommende elbilsmodeller.
