Gjennombrudd innen batteriforskning

Et nyutviklet material kan lede litiumioner hele 30 prosent raskere enn alle tidligere kjente materialer – et fremskritt som kan få stor betydning for fremtidens elbiler.

Raskere, tryggere og mer stabile batterier

Faststoffbatterier – som bruker faste elektrolytter i stedet for flytende – regnes som neste generasjon batteriteknologi. De gir høyere energitetthet, er mindre brannfarlige og kan lades raskere enn dagens litiumion-batterier. Det skriver chip.

Forskningsteamet ved TUM, ledet av professor Thomas F. Fässler, har klart å utvikle et nytt ledermateriale ved å erstatte deler av litium i forbindelsen litium-antimonid med metallisk scandium. Dette skaper små "tomrom" i krystallstrukturen, som gjør det lettere for litiumionene å bevege seg. Resultatet er en vesentlig økning i ledningsevnen – hele 30 prosent bedre enn dagens alternativer.

Les også: Verdens største rekkeviddetest av elbiler

Samarbeid og videre tester

For å verifisere resultatene ble materialet sendt videre til TUMs institutt for teknisk elektrokjemi, ledet av professor Hubert Gasteiger. Der ble det gjennomført flere målinger og tester, blant annet fordi det nye materialet også leder strøm – noe som krevde justeringer av målemetodene.

"Dette var en spesiell utfordring, men resultatene bekrefter potensialet", sier Tobias Kutsch, medforfatter av forskningspublikasjonen.

Grunnforskning med praktiske muligheter

Professor Fässler understreker at selv om oppdagelsen først og fremst er et gjennombrudd i grunnforskningen, åpner den også for praktiske bruksområder:

"Materialer som leder både ioner og elektroner er særlig verdifulle i elektroder. Derfor har vi også sendt inn patentsøknad", sier han.

Materialet skal være termisk stabilt og relativt enkelt å produsere med eksisterende kjemiske metoder. Ifølge forskerne kan prinsippet også overføres til andre grunnstoffkombinasjoner – og dermed gi enda flere forbedringer i batteriteknologi fremover.

Ny substansklasse oppdaget

Den første som forfattet artikkelen, Jingwen Jiang, fremhever at forskningen har resultert i en helt ny klasse av forbindelser. I motsetning til tidligere rekordholdere som krevde flere tilsetningsstoffer, bruker dette nye materialet kun én ekstra komponent – scandium – for å oppnå den høyere ledningsevnen.

Oppdagelsen er publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Advanced Energy Materials og markerer et viktig skritt mot sikrere, raskere og mer energieffektive batterier – med særlig relevans for fremtidens elektriske kjøretøy.

Les også: Verdens største bilprodusent: Dette kan bety slutten for elbilene