Ett japanskt forskningsgenombrott inom batteriteknik väcker just nu stort internationellt intresse. Enligt flera medier kan en ny typ av batteri i framtiden göra det möjligt för elbilar att köra över 1000 kilometer på en laddning, samtidigt som batteriet blir lättare och snabbare att ladda än dagens lösningar.
Det är forskare vid National Institute for Materials Science, NIMS, tillsammans med det japanska företaget Toyo Tanso som har utvecklat en ny elektrod för så kallade litium–luft-batterier. Tekniken har länge setts som lovande, men har hittills fastnat i laboratoriestadiet på grund av tekniska begränsningar.
Nu rapporterar bland annat Bild att forskargruppen har lyckats bygga en fungerande batteriprototyp – något som beskrivs som ett viktigt steg framåt.
Känd teknik med gamla problem
Litium–luft-batterier har diskuterats i forskningsvärlden i över ett decennium. Deras stora fördel är den teoretiskt mycket höga energitätheten, eftersom syre tas direkt från luften i den elektrokemiska processen. Det gör att batteriet inte behöver bära med sig allt aktivt material, vilket i teorin ger lägre vikt och högre prestanda än traditionella litiumjonbatterier.
Tillverkningen har varit komplicerad, livslängden kort och batterierna har varit känsliga för fukt, koldioxid och andra ämnen i luften. Dessa faktorer har gjort stabil drift svår att uppnå.
Enligt forskarna bakom det nya genombrottet har dessa hinder nu delvis övervunnits genom ett nytt kolmaterial, kallat CNovel, utvecklat av Toyo Tanso. Materialet gör det möjligt att skapa elektroder med en kontrollerad porstruktur, vilket förbättrar både prestanda och livslängd.
Betydligt högre energitäthet
Redan 2021 presenterade NIMS forskningsresultat som visade litium–luft-celler med en energitäthet på 500 wattimmar per kilogram. Som jämförelse ligger dagens elbilsbatterier vanligtvis på cirka 150 till 250 Wh/kg.
En högre energitäthet innebär i praktiken längre räckvidd, lägre vikt eller en kombination av båda. Det är denna egenskap som gör att tekniken nu väcker nytt hopp om elbilar som kan köras mycket längre mellan laddningarna.
Bild skriver att ”den nya tekniken med extremt hög energitäthet i framtiden skulle kunna möjliggöra lätta och små batterier med en räckvidd på 1000 kilometer eller mer”. Uttalandet bygger dock på teoretiska beräkningar och laboratorieresultat, inte på färdiga fordonsbatterier.
Massproduktion återstår
Samtidigt återstår betydande frågetecken. Litium–luft-batterier har ännu inte testats i verkliga fordonsmiljöer, där temperaturväxlingar, vibrationer och långvarig belastning ställer helt andra krav än laboratorietester. Kostnader, säkerhet och livslängd är fortfarande oklara.
Även om tekniken på sikt kan bli ett alternativ till dagens batterier, är det långt ifrån säkert att den når serieproduktion inom överskådlig tid. Elbilsindustrin har tidigare sett många batterilöften som aldrig lämnat forskningsstadiet.
Utvecklingen illustrerar också ett bredare mönster – trots snabb teknisk utveckling inom elbilar kvarstår grundläggande begränsningar kring material, resurser och kostnader. Nya batterikoncept kan förbättra prestandan, men de löser inte automatiskt frågor om elproduktion, elnät och systemkostnader, där både vind- och solkraft redan visar tydliga flaskhalsar.
Källor: Bild, Chip.de, The Cool Down, NIMS
Fakta:
Litium–luft-batterier befinner sig fortfarande på prototypnivå. Uppgifter om räckvidd över 1000 kilometer bygger på laboratorievärden för energitäthet och inte på färdiga batteripaket i fordon.
