Ny norsk teknologi kan føre til batterirevolusjon

null

Forskere ved Institutt for energiteknikk på Kjeller mener de har løst en teknologisk utfordring som vil lede til batterier med langt høyere kapasitet enn dagens, uten at det går utover levetiden. Det melder instituttet i en pressemelding i dag. Saken ble først omtalt av BT.

– Du kan si at vi har funnet x-faktoren vi har lett etter. Dette har et helt enormt potensial og er noe forskere over hele verden forsøker å få til, sier forskningsdirektør Arve Holt.

Målet har vært å sørge for at silisium kan erstatte grafitt, og fungere stabilt i den negative elektroden (anoden) i litiumionebatterier.

Litiumionebatterier er den batteritypen som brukes i dagens elbiler, mobiltelefoner, nettbrett og bærbare PC-er, og de gjør typisk bruk av stoffet grafitt i den negative elektroden (også kalt anoden). 

Teoretisk sett har silisium et stort potensial som anodemateriale, med 10 ganger så høy kapasitet som grafitt. Problemet er at silisiumpartiklene ekspanderer med opp til 400 % under lading, og trekker seg tilbake under utlading. Dette tåler partiklene dårlig, og etter gjentatte utvidelser sprekker partiklene. 

Gjennombruddet ved IFE er at de langt på vei har lyktes med å få silisium til å fungere stabilt som anodemateriale. Dette er et resultat av flere års målrettet forskning og eksperimentelle forsøk med nanopartikler, av blant annet silisium, i IFEs laboratorier på Kjeller.

Graph showing difference between use of standard graphite, pure silicon and new SiliconX in batteries.

Grafen viser hvordan SiliconX gir mye større batterikapasitet samtidig som levetiden bevares. (Illustrasjon: IFE)

(Image: © Institutt for energiteknikk)

Jobber med kommersialisering

Med metoden som er utviklet får man økt stabilitet i bytte mot noe av kapasiteten til silisium. Siden denne er så enormt høy til å begynne med, ender man likevel opp med et materiale med 3-5 ganger høyere kapasitet enn grafitten som brukes i dagens batterier.

Planen er nå, i samarbeid med Kjeller Innovasjon, å undersøke hvilke forretningsmodeller som kan være aktuelle, samtidig som de videreutvikler materialet «in-house» på Kjeller. I tillegg jobbes det altså med å patentere teknologien og teste den videre. 

– Vi har testet at det fungerer i lab-skala med gode resultater. Nå som vi har fått støtte av Forskningsrådet i FORNY2020-programmet skal vi teste det videre sammen med internasjonale industripartnere og se om det fungerer i deres industrielle prosesser. Prosjektet som skal sette fokus på å bringe det nye materialet til markedet har vi kalt SiliconX, og det blir svært spennende å få jobbe mot så store mål sammen med Kjeller Innovasjon, sier Marte O. Skare, som er en av forskerne i prosjektet.