Ett batteri som kan användas över 8 000 gånger
Forskare vid Linköpings universitet utvecklat ett batteri gjort av zink och lignin som kan användas över 8 000 gånger. Visionen är att det billiga och hållbara batteriet ska kunna användas i länder där tillgången på elektricitet är begränsad.
– Solceller har blivit relativt billigt och många människor i låginkomstländer har dem. Men vid ekvatorn går solen ner klockan sex och då tar elektriciteten slut. Så även om vår batteriteknik har något lägre prestanda än dyra litiumjonbatterier hoppas vi att den på sikt ska kunna erbjuda en lösning för de hushållen och företagen, säger Reverant Crispin, professor i organisk elektronik vid Linköpings universitet.
Tillsammans med sin forskargrupp vid Laboratoriet för organisk elektronik och forskare vid Karlstads universitet och Chalmers har han utvecklat ett batteri som baseras på zink och lignin – två billiga och miljömässigt hållbara ämnen.
Batteriet har en energitäthet som motsvarar blybatterier – men då utan det giftiga blyet. Det beskrivs som stabilt och kan användas över 8 000 gånger men fortfarande bibehålla sin prestanda till cirka 80 procent. Batteriet ska även kunna hålla sin laddning i ungefär en vecka, vilket beskrivs som betydligt längre än andra liknande zinkbaserade batterier som laddas ur på bara några timmar.
Batterier baserade på zink finns på marknaden redan idag, men dessa är främst engångsbatterier. Men de förutspås komplettera och i vissa fall ersätta litiumjonbatterier på sikt.
– Litiumjonbatterier är bra när de hanteras rätt. Men de kan vara explosiva, de är krångliga att återvinna och en del av utvinningen av vissa ämnen som kobolt är väldigt problematisk ur både miljö- och humanrättsynpunkt. Då är att vårt batteri är ett hållbart alternativ när energitäthet inte är avgörande, säger Ziyauddin Khan, forskare vid Laboratoriet för organisk elektronik vid LiU.
Dock så har det funnits problem med även zinkbatterier, och främst har det handlat om dålig beständighet då zink reagerar med vattnet i batteriets elektrolytlösning. Reaktionen leder till utveckling av vätgas och att zinken får en annorlunda struktur, vilket gör batteriet i princip obrukbart.
För att stabilisera zinken har man använt en elektrolyt med kaliumakrylbaserat salt (WiPSE). Det Linköpingsforskarna nu har kunnat visa är att när WiPSE används i ett batteri med zink och lignin blir stabiliteten väldigt hög.
– Både zink och lignin är superbilligt och batteriet är enkelt återvinningsbart. Och räknar du på kostnaden per användningscykel blir det ett extremt billigt batteri jämför med litiumjon- eller blybatterier, säger Ziyauddin Khan.
I dagsläget är batterierna som utvecklats i labbet små. Men forskarna menar att de går att göra stora batterier, ungefär som ett bilbatteri, tack vare att både lignin och zink är billigt och finns i stora mängder. Men för massproduktion krävs att ett företag tar över.
Reverant Crispin menar att Sveriges position som rikt innovationsland gör det möjligt att hjälpa andra länder till mer hållbara alternativ.
