Dette kan bli nøkkelen til billigere batterier

Svovel har i årevis vært et av de mest fristende materialene i batteriforskning. Det er ekstremt billig, finnes i store mengder og har et høyt energipotensial. Likevel har svovelbatterier gang på gang vist seg vanskelige å få til i praksis, fordi kjemien ofte skaper bivirkninger som ødelegger ytelse og levetid. Nå hevder et kinesisk forskerteam å ha funnet en ny vei videre, ved å bruke svovel på en måte som skiller seg tydelig fra den klassiske tilnærmingen.

En annen rolle for svovel i batteriet

I stedet for at svovel først og fremst fungerer som et materiale som binder ioner, lar forskerne svovel spille en mer aktiv rolle i energiprosessen. I den nye batteritypen avgir svovel elektroner direkte under utlading. Det høres kanskje ut som en detalj, men kan få store følger, fordi det åpner for en løsning som både kan gi svært høy energitetthet og lavere materialkostnader enn mange alternativer.

Natrium, klor og en enkel metallfolie

Konseptet er et natrium svovel batteri der reaksjonen under utlading innebærer at svovel reagerer med klor fra elektrolytten. Samtidig avsettes natrium som metall på en enkel aluminiumsfolie på den andre siden av cellen. Ideen er at dette kan redusere behovet for dyre materialer og sjeldne metaller, som ofte driver kostnadene opp i moderne batteridesign.

Les også: Elbiler og hybrider overtar bilmarkedet: Bensinbilen presses i bakgrunnen

Tallene som skaper oppmerksomhet

Forskerne oppgir at cellen kan klare rundt 1.400 lade og utladingssykluser før kapasiteten faller merkbart. De rapporterer også at batteriet beholder over 95 prosent av ladningen selv etter mer enn ett år uten bruk. Det er resultater mange eksperimentelle batteriteknologier sliter med å oppnå, særlig når svovel er involvert.

Svært høy energitetthet, men med viktige forbehold

I laboratoriemålingene oppgis en energitetthet på over 2.000 wattimer per kilo når man ser på elektrodene. Det er langt over typiske nivåer for dagens natriumion batterier, og høyt nok til at det vekker interesse også utenfor forskningsmiljøene. Samtidig er det viktig å huske at slike tall ikke er det samme som energitettheten i et ferdig batteri med kapsling, styringssystemer og sikkerhetsløsninger. Når alt dette legges til, vil tallet i praksis bli betydelig lavere. Det skriver input.

Prisambisjonen kan være det mest oppsiktsvekkende

Det som virkelig gjør at denne typen forskning får folk til å sperre opp øynene, er kostnadsanslaget. Forskerne mener råmaterialene kan gi en pris helt nede rundt 5 dollar per kilowattime. Dersom det en dag kan nærme seg virkeligheten i masseproduksjon, vil det være et nivå som kan endre økonomien i energilagring, strømnett og storskala lagring. På lengre sikt kan det også få betydning for elbiler, men veien dit er lang.

Det gjenstår mye før teknologien er klar

Selv om resultatene virker lovende, er det fortsatt stor avstand mellom laboratorieforsøk og produkter som tåler hverdagsbruk. Kjemien er komplisert, og spørsmål om sikkerhet, produksjon i stor skala, stabilitet over tid og kostnader i reell industriell drift må besvares før man kan snakke om et gjennombrudd utenfor forskningsmiljøet.

Et signal om at batterifremtiden kan bli mer mangfoldig

Likevel peker arbeidet på et viktig poeng. Batterier trenger ikke bare å handle om litium. Hvis tilgang på råvarer endrer seg, eller prisene på enkelte materialer stiger, kan billige og tilgjengelige stoffer som svovel bli stadig mer attraktive. Studien skal være publisert i Nature, og gir et nytt eksempel på at det fortsatt finnes uventede muligheter i kjemien som kan flytte grensene for både pris og ytelse.

Les også: Etter 12 år var batteriet nesten dødt: Så rimelig ble elbilens batteri reparert