El-bil som fartsmonster

05.01.2012

Lynraske elbiler og mobiler som lades på tre minutter? Batterier av nanomateriale kan gjøre det mulig.

Elektriske motorer har så langt ikke hatt stor
suksess med å fostre fartsmonstre. Et team
fra Rensselaer Polytechnic Institute i USA har
nå tatt oss et skritt nærmere muligheten for å
gjøre elbiler til en fartsfreaks drøm.
De har nemlig laget batterier av nanomaterialer
som lades og utlades 40 til 60
ganger kjappere enn vanlige batterier, uten at
det kortslutter.
Forskerne har kalt materialet nanoscoops,
fordi det minner om iskremkjeks med iskuler
på toppen.
- Det er en fascinerende dings de har laget,
sier Ola Nilsen ved Kjemisk institutt ved
Universitetet i Oslo til nyforskning.no. Han
forsker selv på batteriteknologi.
 

Flere utfordringer
Nanoscoopene består av en bunn av karbon,
så en bit aluminium og så til slutt en ”scoop”
med silisium på toppen. Karbon leder ioner
relativt dårlig, mens aluminium er en litt bedre
leder og silisium er enda bedre.
Fordelen med en slik struktur er at stresset fra
det svellende silisiumet blir fordelt over flere
punkter. Du får en gradvis overgang heller enn
all veksten på ett punkt – og batteriet tåler
derfor strukturelle endringer bedre.
 

Kjappere mobillading
For store apparater som trenger svære
batterier, kan teknologien best brukes til å
få stor output av strøm, altså i for eksempel
akselerasjon eller bremsing i bil.
Å lade de store batteriene kjapt opp igjen vil
ikke være like aktuelt, fordi du vil trenge et
strømnett som levere mye mer kraft på kort
tid enn hva som er tilfellet i dag.
For mindre elektroniske dingser, som for
eksempel mobiltelefoner, er imidlertid dette
en mulighet. Batteriene i slike apparater har
såpass lav kapasitet at man ikke trenger å
endre strømnettet for at det skal tåle å levere
nok strøm til en kjapp oppladning.
Se for deg å lade mobiltelefonen på tre
minutter i stedet for på en time. Det kan bli
virkelighet, dersom nanoscoopmaterialet en
dag kan tas i bruk.
 

Flere utfordringer
Vi er imidlertid et godt stykke unna det
punktet. Det forskerne har gjort, er å lage en
tredjedel av et batteri.
- De har laget en spennende anode, men
det trengs fortsatt en ny katode og elektrolytt
som skal følge med, forteller Nilsen.
Foreløpig finnes det ikke noen katode som er
i stand til å ta imot ionene så fort som denne
anoden leverer dem. Elektrolytten må også
forbedres. Slik den lages i dag, er den ekstremt
brennbar.
Det er ikke spesielt lurt når du har å gjøre med
høy fart og mye varme - altså i bilkjøring.
 

Bensintank på 300 kg
Det er også andre problemer knyttet til
el-bilbatterier. De skal ikke bare kunne levere
nok kraft kjapt nok til at bilen blir brukbar til
annet enn søndagskjøring. Det må også bli
både kraftig nok og lett nok til å kunne gi
tilsvarende rekkevidde som en bensinbil.
- Det er faktisk lettere å lage batterier med
større effekt enn å lage lette batterier med
stor nok kapasitet til lange kjøreturer. Det
er materialene som står i veien for å få til
sistnevnte – om man har et batteri som gir
bilen nok rekkevidde, så er det også fryktelig
tungt, sier Nilsen.
- Hvem vil egentlig ha en ”bensintank” på
600 kg?
Vi er altså fortsatt flere år unna en el-bil som
både kan gå langt, være kjapp, lett og billig.
- Men det denne studien har gjort, er å
foreslå en spenstig løsning på ett av
områdene som må forbedres. Dét er veien å
gå, tror Nilsen
- Det er mye som skal til før vi kommer så
langt at el-biler blir like gode som bensinbiler.
Dette arbeidet alene kommer nok ikke til å
redde verden, men det er ett skritt på veien.