Ny forskning: Skal fremtidens super-batterier laves af havvand?
Vi kender alle de genopladelige og effektive lithium ion (Li-ion) batterier, der sidder i vores smartphones, laptops og i stigende grad også i elektriske biler.
Desværre er lithium en begrænset ressource, så det kan blive svært at opretholde den enorme produktion af relativt billige batterier, som verden har brug for. Derfor søger forskere med lys og lygte efter alternativer til Li-ion batteriet.
Et lovende alternativ er at udskifte lithium med metallet natrium – dvs. at lave Na-ion batterier. Natrium findes i store mængder i havvand og kan nemt udvindes derfra.
Den næste store batteri-succes
- 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, der er publiceret i tidsskriftet ACS Applied Energy Materials.
Men før vi kigger på detaljerne i dette studie, så lad os se på, hvorfor Na-ion batteriet har potentiale til at blive den næste store batteri-succes.
De moralske skrupler
- En oplagt fordel er, at natrium er en meget let tilgængelig ressource, som findes i meget store mængder i havvand. Lithium derimod er en begrænset ressource, som kun udvindes få steder i verden, forklarer Dorthe Bomholdt.
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 kobolt-handel.
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 deres 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. Dette 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 havvands-baserede Na-ion batterier i vores telefoner og el-biler, for der er stadig en del udfordringer, der skal løses.
Bl.a. kan det 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 sådan gigantisk 100 kWh Na-ion batteri, som skal testes af kinesiske forskere ved Yangtze River Delta Physics Research Center. Gigant-batteriet består af mere end 600 forbundne Na-ion battericeller, og det leverer strøm til den bygning, som huser centret. Strømmen, som lagres i batteriet, er overskudsstrøm fra elnettet.
Om forskeren
Dorthe Bomholdt er lektor og forskningsleder på Institut for Fysik, Kemi og Farmaci. Hendes forskning fokuserer særligt på at fremstille og undersøge nye materialer til genopladelige batterier. Forskningen er finansieret af Danmarks Frie Fond under Sapere Aude Programmet.
Kontakter
Lektor Dorthe Bomholdt: Tlf 65507635, 22840707. E-mail: dbra@sdu.dk. Hjemmeside: https://www.sdu.dk/da/om_sdu/institutter_centre/fysik_kemi_og_farmaci/forskning/forskere/kemi/dortheravnsbaek
Kommunikationsmedarbejder Birgitte Svennevig, Det Naturvidenskabelige Fakultet. birs@sdu.dk. Tlf 27598679.
Links
Information om Syddansk Universitet
Følg pressemeddelelser fra Syddansk Universitet
Skriv dig op her, og modtag pressemeddelelser på e-mail. Indtast din e-mail, klik på abonner, og følg instruktionerne i den udsendte e-mail.
Flere pressemeddelelser fra Syddansk Universitet
Vejle bliver universitetsby: SDU etablerer campus med fokus på IT- og STEM-uddannelser25.10.2024 09:01:00 CEST | Pressemeddelelse
Ambitionerne har været til stede siden 2021, og nu bliver de til virkelighed. Syddansk Universitet (SDU) kan nu annoncere en historisk beslutning om at etablere en ny campus i Vejle, dedikeret til IT- og STEM-uddannelser med støtte fra LEGO Koncernen og Vejle Kommune.
Elektronisk næse skal afsløre sygdomme med ét enkelt pust25.10.2024 08:36:24 CEST | Pressemeddelelse
Ny forsknings fra Syddansk Universitet i Sønderborg kan ændre måden, vi diagnosticerer sygdomme på. Forskerne er i gang med at udvikle en elektronisk næse, der kan identificere sygdomme som diabetes og COVID-19 på blot få sekunder gennem simpel åndedrætsanalyse.
Ny professor i klinisk og translationel proteomics21.10.2024 14:55:37 CEST | Pressemeddelelse
Hans Christian Beck er udnævnt til professor i et nyoprettet professorat i klinisk og translationel proteomics i en kombinationsstilling mellem Klinisk Institut, Forskningsenheden for Klinisk Biokemi, Syddansk Universitet (SDU) og Odense Universitetshospital (OUH)
Planter kan fjerne mikro- og nanoplastik fra miljøet7.10.2024 13:47:08 CEST | Pressemeddelelse
Det har længe vakt bekymring, at planter kan optage mikro- og nanoplastik fra naturen. Men hvorfor ikke betragte det som en fordel, spørger forskere nu og foreslår at dyrke planter, der kun har til formål at fjerne plastikpartikler fra miljøet.
Hvordan får man flere unge til vælge erhvervsuddannelser?7.10.2024 10:25:37 CEST | Pressemeddelelse
Den udfordring har politikerne drømt om at løse i årevis, men andelen af danske unge på erhvervsuddannelser falder - og ligger nu et godt stykke under EU-gennemsnittet. I nyt forskningsprojekt vil SDU-forskere og europæiske samarbejdspartnere undersøge blandt 7500 europæiske unge, hvorfor de vælger eller fravælger erhvervsuddannelser.
I vores nyhedsrum kan du læse alle vores pressemeddelelser, tilgå materiale i form af billeder og dokumenter samt finde vores kontaktoplysninger.
Besøg vores nyhedsrum