Batteriet er ladet med havvand
Af Kapløbet om at udvikle genopladelige og effektive batterier til fremtiden er i fuld gang.
I jagten på at finde et alternativ til den begrænsede ressource lithium, der i dag anvendes i stor stil i batterierne til smartphones, lap-tops og elektriske biler, har forskningsleder Dorthe Bomholdt Ravnsbæk fra SDU vendt blikket mod havet.
Eller rettere metallet natrium, der findes i store mængder havvand, og som nemt kan udvindes derfra.
Det fremgår af en nyhed på SDUs hjemmeside.
-Na-ion-batteriet er stadig under udvikling, og der arbejdes bl.a. på at øge dets levetid, sænke opladningstiden og at lave nogle Na-ion-batterier, der kan levere mange watt, siger forskningsleder Dorthe Bomholdt Ravnsbæk fra Institut for Fysik, Kemi og Farmaci på SDU.
Hun og hendes forskningsgruppe er optaget af at udvikle nye og bedre genopladelige batterier, der kan afløse de i dag så udbredte Li-ion-batterier. For at Na-ion-batterierne kan blive et reelt alternativ, skal der bl.a. udvikles bedre elektrode-materialer – noget, som hun og kolleger fra KU og Massachusetts Institute of Technology, USA, har kigget på i et nyt studie.
Fordelen ved natrium
En af de oplagte fordele ved anvendelsen af natrium er, at det er en let tilgængelig ressource, som findes i meget store mængder havvand.
- En anden fordel er, at Na-ion-batterier ikke behøver kobolt, som stadig er nødvendigt i Li-ion-batterierne. Størstedelen af den kobolt, der i dag bruges til fremstilling af Li-ion-batterier, udvindes i Den Demokratiske Republik Congo, hvor oprør, uorganiseret minedrift og børnearbejde skaber usikkerhed og moralske skrupler om landets kobolthandel, forklarer Dorthe Bomholdt Ravnsbæk.
Og så tæller det også med på plussiden, at Na-ion-batterier i store træk kan produceres på de samme fabrikker, som laver Li-ion-batterier i dag.
Mangan gør hele forskellen
I det nye studie har Dorthe Bomholdt Ravnsbæk og hendes kolleger undersøgt et nyt elektrode-materiale, der er baseret på jern, mangan og fosfor.
Det nye ved materialet er tilsætningen af grundstoffet mangan, som ikke alene giver batteriet en højere spænding (volt), men også bevirker, at batteriets kapacitet øges, og at det sandsynligvis vil kunne levere flere watt. Det skyldes, at de omdannelser, der sker på atomart plan under af- og opladningen, ændres markant ved tilstedeværelsen af mangan.
-Man har set lignende effekt i Li-ion-batterier, men det er meget overraskende, at effekten bevares i et Na-ion-batteri, da vekselvirkningen mellem elektroden og Na-ioner er meget anderledes end for Li-ioner, siger Dorthe Bomholdt Ravnsbæk.
Kina tester
Hun vil ikke spå om, hvornår vi kan forvente at finde havvandsbaserede Na-ion-batterier i vores telefoner og elbiler, for der er stadig en del udfordringer, der skal løses.
Det kan blandt andet blive svært at lave små Na-ion-batterier. Men store batterier har også værdi – fx til at lagre vind- eller solenergi.
I Kina blev der således i 2019 indviet et gigantisk 100 kWh Na-ion-batteri, som skal testes af kinesiske forskere ved Yangtze River Delta Physics Research Center.
Gigantbatteriet består af mere end 600 forbundne Na-ion-battericeller, og det leverer strøm til den bygning, som huser centret.
(Forsidefoto: Colourbox)
Kilde: SDU
