Energimyndighetens plattform för inspiration, fördjupning och dialog

Ny forskning – organiskt batteri laddas direkt från solcell

Efterfrågan på hållbara metoder att lagra energi är stor. Forskare vid Uppsala universitet har nu utvecklat ett batteri av organiskt material. Eftersom det inte innehåller metaller krävs ingen gruvdrift. Man har i labbet lyckats ladda batteriet direkt från en solcell. Nästa steg är att kommersialisera tekniken.

Uppdaterad: 2020-05-08 Publicerad: 2020-05-08

Text: Susanne Rosén Bild: Christopher Kane

– En möjlighet är att du i framtiden kan köpa din solcell med ett integrerat organiskt batteri, och då få el hela dygnet. På dagen från solen och på natten från batteriet, säger Christian Strietzel, som forskar om energilagring baserad på organiska system.

Tillsammans med två kollegor vid avdelningen för nanoteknologi och funktionella material på Ångströmlaboratoriet har han utvecklat ett så kallat protonbatteri (se faktaruta) av organiskt material.

Christian Strietzel, forskare vid Uppsala universitet

Christian Strietzel har gjort simuleringar som visar att batteriet kan laddas upp och laddas ur mer än 500 gånger, utan att förlora nämnvärt i kapacitet. Laddningen tar några sekunder. De har även lyckats ladda batteriet direkt från en solcell, utan att det krävs särskild laddningselektronik. En annan fördel är att batteriet inte påverkas av den omgivande temperaturen.

– Vi har fortfarande förbättringsidéer, men mycket av det jag ägnar mig åt nu handlar om att hitta sätt att kommersialisera vår forskning och det vi sett fungerar i labb.

Forskarna har i dagsläget två spår för framtida applikationer, lagring från elproduktion samt små batterier som inte behöver återvinnas. De små batterierna skulle kunna användas i exempelvis sensorer eller fjärrkontroller.

Batteriet baseras på polymerer av kinoner, en typ av kolföreningar som finns i naturen. De går också att tillverka syntetiskt. Till skillnad mot produktion av till exempel litiumjonbatterier behövs här ingen gruvdrift för att utvinna metaller. Organiska batterier har därför potential att bli mycket billigare att framställa.

– De är också mer miljövänliga i jämförelse med tillverkning av traditionella litiumbatterier, med ungefär 70 procent lägre koldioxidutsläpp per kilowattimme. Det här spelar roll för det man kallar grid-storage, storskalig energilagring från till exempel solceller eller vindkraft, konstaterar Christian Strietzel.

Fakta

Protonbatteriet

I ett batteri används traditionellt vissa metaller som kan ta upp och avge elektroner. Forskarna vid Uppsala universitet använder sig istället av organiskt material med liknande egenskaper. I det här fallet har man skräddarsytt polymerer baserade på kinoner, en typ av kolföreningar som det finns mycket av i naturen och förekommer bland annat i vanliga färgämnen. De går också att tillverka syntetiskt. I batteriet drar man nytta av kinonernas förmåga att avge vätejoner (som endast består av protoner) vid upp- och urladdning.
Läs mer om studien här.

Energimyndigheten har finansierat en stor del av forskningen, framförallt tillämpningar för energilagring.

– Det känns roligt att kunna leverera det man fått finansiering för att göra. Nu behöver vi hitta finansiering även till den industriella processen där vi skalar upp produktionen och tar batteriet till marknaden.

Fotnot: På bilden ses från vänster forskarna Christian Strietzel, Martin Sjödin och Rikard Emanuelsson.

Senaste

Transport

Enklare att välja hållbar transport med nya märkningar

vägval

Transportsektorns utsläpp fortsätter att öka och branschen har utmaningar när det kommer till sociala villkor. För att utvecklingen ska gå i rätt riktning måste transportköpare och konsumenter kunna göra informerade val.

Klimat

Om klimatkrisens hastighet

Krönika

Karim Jebari: Vi vet att vi kan påverka hur varmt det kommer att bli genom att minska utsläppen av växthusgaser, men vi kan faktiskt också påverka hur snabbt uppvärmningen sker.