Sveriges supermikroskop värt 30 miljarder ska avslöja batteriernas hemligheter
Hur rör sig litiumjoner genom ett batteri? Vad händer inuti ett material under tillverkning? För 30 miljarder kronor byggs European Spallation Source (ESS) i Lund som nu närmar sig driftsättning. Forskningsanläggningens gigantiska mikroskop låter forskare se rakt in i materiens minsta beståndsdelar.
– Vi visar att Europa kan bygga världens mest kraftfulla accelerator, säger ESS generaldirektör Helmut Schober till SVT.
ESS byggs av 13 europeiska länder med Sverige och Danmark som värdnationer och använder neutroner för att undersöka materiens struktur och egenskaper. Projektet är Sveriges och en av Europas största forskningssatsningar någonsin, med en prislapp på 30 miljarder kronor. Anläggningens 600 meter långa accelerator ska generera världens mest kraftfulla neutronkälla när verksamheten startar 2028, rapporterar SVT Nyheter.
För elektronik- och energisektorn väntas ESS bli ett viktigt verktyg för utveckling av nästa generations batterier, halvledarmaterial och datalagringsteknik. Genom neutronanalys kan forskare följa hur litiumjoner rör sig inuti ett batteri under laddning och urladdning – i realtid.
– Vi kommer få detaljerade tidsupplösta serier och kommer kunna se hur exempelvis batterier laddar och laddar ur, säger Sindra Petersson Årsköld, senior rådgivare vid ESS, till SVT.
Till skillnad från traditionella mikroskop använder ESS neutronstrålning för att tränga igenom material och studera processer som annars är svåra att observera. Tekniken gör det möjligt att analysera både metaller, batterikomponenter, magnetiska material och biologiska strukturer på atom- och molekylnivå.
Anläggningen väntas få stor betydelse för utvecklingen av framtida energilagring, avancerade material och hållbar industriell produktion. ESS kommer bland annat att användas för forskning kring bränsleceller, höghållfasta legeringar och material för transportinfrastruktur.
En av de planerade forskningsmiljöerna gör det även möjligt att studera metallurgiska processer medan de pågår.
– Ett av instrumenten kommer att utrustas med en masugn, där vi kommer att skapa komponenter till exempelvis tåg och broar för att följa tillverkningsprocessen från första början, förklarar Sindra Petersson Årsköld till SVT.
ESS omfattar 15 forskningsinstrument som successivt tas i drift. Upp till 3 000 forskare per år väntas använda anläggningen för projekt inom materialvetenskap, energi, elektronik, medicinteknik och industriforskning.
År 2025 genomfördes en viktig milstolpe när den första protonstrålen skickades genom acceleratorn. Tidigare i år gav även den svenska Strålsäkerhetsmyndigheten tillstånd att påbörja provdrift för neutronproduktion. Än finns dock ingen nationell lösning på hur avfallet ska slutförvaras.
De första neutronerna väntas produceras under 2027, medan full forskningsverksamhet planeras starta året därpå. För europeisk forskning och industri innebär det tillgång till en av världens mest avancerade infrastrukturer för analys av material och komponenter – från battericeller och halvledare till framtidens energisystem.
