Illustrasjon av ioner i et tredimensjonalt nanobatteri. Foto: Beckman Institute for Advanced Science and Technology
Illustrasjon av ioner i et tredimensjonalt nanobatteri. Foto: Beckman Institute for Advanced Science and TechnologyVis mer

Nye superbatterier?

Amerikanske forskere har utviklet nye materialer og teknikker.

Selv om teknologien bak dagens batterier har utviklet seg kraftig i løpet av det siste tiåret, så har datateknologien utviklet seg enda mer. Ytelse og kapasitet hos nøkkelkomponenter har doblet seg flere ganger, og prisene har falt dramatisk.

Nå har forskere ved Universitet i Champaign i USA utviklet batteriløsninger som skal kunne lades tusen ganger raskere enn dagens batteri.

For lav brukstid

Energitettheten i batterier har blitt større, slik at batteriene blir mindre i forhold til kapasitet. Likevel er brukstiden mye lavere enn vi skulle ønske, enten vi snakker om batterier til mobiler og nettbrett eller elektriske kjøretøyer.

En annen og vel så viktig egenskap er ladetiden, og det er altså her de amerikanske forskerne skal ha begått nybrottsarbeidet. Ladetiden er i dag så lang at den ofte blir et problem i mange sammenhenger. Utbyttbare batterier er en løsning som byr på et eget sett med utfordringer, både i konstruksjonen og infrastrukturen rundt, enten det gjelder store eller små batterier.

Les også: God grunn til å ikke lade mobilen via PC-en

Kraft og energi

Mange bruksområder trenger stor kraft, for eksempel kjøretøyer, men batterier kan ikke lagre tilstrekkelig energi til å forsyne drivverket med så stor kraft over lengre tid. Ladetiden er ofte lenger enn brukstiden, det er klare begrensninger i forbindelse med interne kjemiske prosesser og varmeutvikling i batteriene.

En annen komponent som kan lagre elektrisk energi er kondensatoren. Den kan lades opp svært fort, og tømmes tilsvarende, og byr derfor på stor kraft. Den kan derimot ikke lagre mye energi over lang tid. I forsterkere brukes kondensatorer i strømforsyningen som lades ut og gir ekstra effekt ved kraftige såkalte transienter, og lades raskt opp igjen. Det samme skjer i fotoblitzer, for å kunne gi kraftige lysglimt.

Men både kjøretøyer og datautstyr trenger både kraft og energi for å gjøre de oppgavene vi ønsker.

Les også: Myter om batteri og lading

Nye materialer

Ny nanostruktur gir superbatterier. Foto: Univ. of Ill. Vis mer


I professor Brauns laboratorium for materialteknologi i Universitetet i Champaign, Illinois har de tidligere utviklet katoder med en tredimensjonal nanostruktur som gjør at ladetiden for katoder i et batteri kan reduseres dramatisk, uten at det går ut over lagringskapasiteten.

Nå har andre forskere ved samme universitet utviklet en tilsvarende anodeløsning, og en struktur som integrerer disse to til en batteripakke som har overlegne egenskaper.

1000 ganger raskere lading?

De nye batteriene skal altså kunne lades tusen ganger raskere enn konkurrerende teknikker. Dette krever helt nye løsninger for både batterikonstruksjonen, kontakter, kabler og ladeutstyr. Selv om selve batteriet kan lades superraskt skal jo all energien transporteres, og det krever noe annet enn en tynn USB-kabel.

Rask lading av høykapasitets batteripakker i kjøretøyer krever også heftig utstyr. Allerede dagens superladestasjoner krever store installasjoner og kabler med samme dimensjoner som bensinslangen.

Skal en super-batteripakke lades lynraskt må vi ta dette uttrykket helt bokstavelig - det er snakk om overføring av en energimengde over tid som nærmer seg et lynnedslag ...

Du kan lese mer om denne forskningen her.